Duyarsız yüksek patlayıcı maddelerin tayini için karbon nanotüp ile modifiye elektrotla voltametrik yöntem geliştirilmesi
Development of voltammetric method with carbon nanotube modified electrode for the determination of insensitive high explosive materials
Yazar: ABDOUL KADER ALASSANE MOUSSA
Danışman: PROF. DR. AYŞEM ARDA ; DR. ÖĞR. ÜYESİ ŞENER SAĞLAM
İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Analitik Kimya Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Patlayıcı maddeler özellikle çevreye salındıktan sonra canlılar üzerinde ciddi toksik etki gösterebilmektedir. Bu yüzden patlayıcı maddelerin çevresel örneklerde miktar tayini için analitik yöntemler geliştirmek gerekli hale gelir. Çevresel numunelerde nitroguanidin (NG) ve FOX-12'nin tayini için volumetrik, kromatografik ve spektroskopik yöntemler gibi çeşitli yöntemler geliştirilmiştir. Bu yöntemlerin çoğu zaman alıcı, pahalı, karmaşık vasıflı personel gerektirir. Bu metotlarla karşılaştırıldığında elektrokimyasal yöntemlerin basit kullanım, yüksek seçicilik ve hassasiyet, hızlı sonuçlar, ucuz ve taşınabilirlik gibi avantajları vardır. Bu tezin amacı NG ve FOX-12'nin miktar tayini için hassas ve seçici elektrokimyasal yöntemlerin oluşturulmasıdır. Tezde, kare dalga voltametri (SWV) yöntemi kullanılarak NG ve FOX-12 elektrokimyasal tayini için iki yeni elektrokimyasal modifiye çalışma elektrotları (GC/PVP/MWCNTs ve GC/MWCNTs/pMO) geliştirilmiştir. Belirtme sınırı (LOD) ve tayin sınırı (LOQ), NG için 0,6 mg L-1 ve 2,0 mg L-1 ve FOX-12 için 1,5 mg L-1 ve 5,0 mg L-1'dir. Hazırlanan GC/PVP/MWCNTs ve GC/MWCNTs/pMO modifiye elektrotlar kullanılarak sentetik ve gerçek enerjik malzeme karışımı, toprak iyonları ve kamuflaj malzemesi varlığında NG ve FOX-12 tayini gerçekleştirilmiştir ve yüksek geri kazanım değerleri elde edilmiştir. Önerilen SWV yöntemi aynı zamanda NG ile kirlenmiş killi toprak örneklerine de uygulandı ve istatistiksel t- ve F- testleri kullanılarak LC-MS'ye karşı istatistiksel olarak doğrulandı. FOX-12'nin SWV kullanılarak elektrokimyasal tayini, asetonitril ve 0,1 mol L-1 pH 7 fosfat tampon çözeltisi (2/8; v/v) karışımı içinde gerçekleştirildi. Önerilen SWV yöntemi, FOX-12 ile kirlenmiş killi toprak örneklerine uygulandı ve istatistiksel t- ve F- testleri kullanılarak literatürde mevcut olan HPLC-UV yöntemine göre istatistiksel olarak doğrulandı

Abstract:
Explosive substances can have serious toxic effects on living things, especially after being released into the environment. Thus, it is essential to develop analytical methods for the quantification of explosive substances in environmental samples. Various methods such as volumetric, chromatographic, and spectroscopic methods have been improved for the determination of nitroguanidine (NG) and FOX-12 in environmental samples. Most of these methods are complex, expensive, time-consuming, and require skilled personnel. Compared to these methods, electrochemical methods have superiority such as simple use, high sensitivy and selectivity, fast results, inexpensive, and mobility. The purpose of this thesis is to demonstrate sensitive and selective electrochemical methods for the quantitation of NG and FOX-12. In the thesis, two new electrochemical modified working electrodes GC/PVP/MWCNTs and GC/MWCNTs/pMO were developed for NG and FOX-12 electrochemical determination using the square-wave voltammetry (SWV) method. The limit of quantification (LOD) and limit of determination (LOQ) were 0.6 mg L-1 and 2.0 mg L-1 for NG and 1.5 mg L-1 and 5.0 mg L-1 for FOX-12. NG and FOX-12 determination was performed in the presence of synthetic and realistic energetic material mixture, soil ions, and camouflage material using the prepared GC/PVP/MWCNTs and GC/MWCNTs/pMO modified electrodes, and high recovery values were obtained with the proposed SWV methods. NG-contaminated clay soil samples were also subjected to the proposed SWV method, which was then statistically validated against LC-MS using statistical t- and F- tests. Electrochemical determination of FOX-12 using SWV was performed in a mixture of acetonitrile and 0.1 mol L-1 pH 7 phosphate buffer solution (2/8; v/v). The proposed SWV method was applied to clay soil samples contaminated with FOX-12 and statistically validated according to the HPLC-UV technique that is described in the literature using statistical t- and F- tests.