Elektrokimyasal sensör ile sularda pestisit tayini
Determination of pesticides in waters with electrochemical sensor
Yazar: EBRU CEYLAN
Danışman: PROF. DR. ALİ TOR ; DOÇ. DR. AYTEKİN UZUNOĞLU
Necmettin Erbakan Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Kimya = Chemistry ; Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Biyosensörler = Biosensors ; Elektrokimyasal sensörler = Electrochemical sensors ; Grafen oksit = Graphene oxide ; Metal nanopartiküller = Metal nanoparticles ; Pestisitler = Pesticides

Özet:
Pestisit kullanımının artması çevresel olarak birçok kirliliğe sebep olmakta ve havanın, toprağın, yüzey sularının/yeraltı sularının kirlenmesinin yanında, uzun süre bozulmadan kalabilme özelliğinden dolayı insanların sağlıklarını da kötü yönde etkilemektedir. Bu sebepten dolayı, çevre numunelerinde pestisit kalıntılarının miktarlarının tayin edilmesi önem taşımaktadır. Bunun için kullanılan metotlar genel olarak kromatografik tekniklerdir. Kromotografik yöntemlerde, ekstraksiyon ve numune temizleme basamakları gereklidir. Analiz sürelerinin uzun olması, kromatografik cihazların yüksek maliyetli ve karmaşık yapıda olması gibi dezavantajları bulunmaktadır. Bu dezavantajları kaldırmak için son zamanlarda tercih edilen diğer yöntemler arasında elektrokimyasal tayin önemli bir yer tutmaktadır. Bu yüzden elektrokimyasal esaslı sensörler kullanımı basit, geleneksel yöntemlere göre uygun maliyetli ve yüksek verimli yapılardır Ayrıca sensörlerin oldukça kısa sürede cevap vermeleri, iyi bir hassasiyet ve kararlılığa sahip olmaları gibi avantajlarından dolayı çalışma kapsamında elektrokimyasal sensörler tercih edilmiştir.
Bu proje kapsamında yüzeyi CeO2 ve CeO2 esaslı nanoparçacıklar ile modifiye edilmiş grafen yapıları sentezlenmiştir ve elektrokimyasal methil parathiyon tayininde sensör malzemesi olarak kullanılmıştır.  Proje kapsamında grafen yüzeyinin modifikasyonu için CeO2 ve CeO2-MOx (M: Cu, Ti, Zr) nanoyapıları kullanılmış olup kompozisyonun ve yapısal özelliklerin sensör performansına olan etkileri araştırılmıştır. Bu performans analizlerine elektrokimyasal ölçüm yöntemlerinden döngüsel voltametri (CV), diferansiyel puls voltametrisi (DPV)  yöntemleri ile bakılmıştır. Çalışmalar kapsamında  GO-CeO2-CuO(1:1)(1:3)(3:1) nanokompozitlerinin sırası ile LOD değerleri 1.136 ppb MP, 0.800 ppb MP ve 1.083 ppb MP olduğu tespit edilmiştir. Bu sonuçlara bakarak sensörümüzün iyi bir duyarlılığa ve algılama limitine sahip olduğu gözlemlenmiştir aynı zamanda 30 günlük raf ömürleri ve kararlı olmaları yönünden grafen oksit ile modifiye edilmiş seryum oksit tabanlı sensörlerin metil parathion tespitinde umut verici malzemeler olduğu gözlemlenmiştir

Abstract:
The increase in the use of pesticides causes many environmental pollution, and besides the pollution of the air, soil, surface waters/groundwaters, it also adversely affects people's health due to its long-term persistence. For this reason, it is important to determine the amount of pesticide residues in environmental samples. The methods used for this are generally chromatographic techniques. In chromatographic methods, extraction and sample cleaning steps are required. It has disadvantages such as long analysis times, high cost and complex structure of chromatographic devices. Electrochemical determination has an important place among other recently preferred methods to remove these disadvantages. Therefore, electrochemical-based sensors are simple to use, cost-effective and highly efficient structures compared to traditional methods. In addition, electrochemical sensors were preferred within the scope of the study due to their advantages such as responding in a very short time, having good sensitivity and stability.
Within the scope of this project, graphene structures whose surface was modified with CeO2 and CeO2 based nanoparticles were synthesized and used as a sensor material in the electrochemical methyl parathion determination. Within the scope of the project, CeO2 and CeO2-MOx (M: Cu, Ti, Zr) nanostructures were used for the modification of the graphene surface, and the effects of composition and structural properties on the sensor performance were investigated. These performance analyzes were examined by cyclic voltammetry (CV) and differential pulse voltammetry (DPV) methods, which are electrochemical measurement methods. Within the scope of the studies, the LOD values of GO-CeO2-CuO(1:1)(1:3)(3:1) nanocomposites were determined as 1.136 ppb MP, 0.800 ppb MP and 1.083 ppb MP, respectively. Based on these results, it has been observed that our sensor has a good sensitivity and detection limit. At the same time, it has been observed that cerium oxide-based sensors modified with graphene oxide are promising materials for the detection of methyl parathion in terms of their 30-day shelf life and stability.