Toksik civa iyonlarının tespiti için rutenyum boyaları ile işlevselleştirilmiş nanoyüzeyli renk sensörlerinin geliştirilmesi
Development of ruthenium dye functionalized nanosurfaces for colorimetric detection of toxic mercury ions
Yazar: BURCU BAÇ
Danışman: YRD. DOÇ. DR. RÜKAN GENÇ ; DOÇ. DR. KASIM OCAKOĞLU
Mersin Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Günümüzde endüstrinin de gelişmesine paralel olarak ağır metal kirliliği artmaktadır.
Bu ağır metaller arasında yer alan civa (Hg) metal iyonlarının, kadmiyum (Cd), kurşun (Pb),
arsenik (As), nikel (Ni) metal iyonlarına kıyasla daha toksik olduğu bilinmektedir. Civanın her
türlü formu, çok düşük konsantrasyonlarda bile çevre ve insan sağlığı için büyük tehdit
oluşturmaktadır. Atomik absorbsiyon spektroskopisi, X-ray, kromatografi gibi gelişmiş
cihazların civayı yüksek seçicilik ve hassasiyetle tespit edebildiği ancak ekonomik açıdan
elverişli olmadığı bilinmektedir. Bu nedenle, ekonomik açıdan avantajlı olan kemosensör
platformlar hızlı ve duyarlı cevap oluşturabilen analitik metodların geliştirilmesi açısından
önemlidir.. Bu yüksek lisans tezinde, fonksiyonel grupları civa iyonlarına afinite gösterecek
şekilde tasarlanmış rutenyum kompleksleri geliştirilmiş ve kimyasal ayapı ile afinite arasındaki
ilişki incelenmiştir. Bu boyaların kolay bulunabilir başlangıç malzemesi olan kağıt tabanlı
platformlara ve yüksek stabiliteye sahip titanyumdioksit mezoporoz nanoyüzeylere
emdirilmesiyle civaya duyarlı renk değişimine bağlı test sistemleri geliştirilmiştir. Bu ucuz ve
yüksek seçicilik gösteren test platformları, endüstriyel atıklar, içme suları ve deniz
mahsullerinin yapısında biriken civa iyonlarını yüksek seçicilik ve hassasiyetle tespit edebilen
kolorimetrik renk sensörleri olarak, özellikle daha pahalı olan analitik sistemlere geçmeden
önce yerinde ve hızlı "Var/Yok" analizinin yapılabilmesi için tasarlanmıştır. Bu sensörlerde
kullanılan materyallerin XRD, SEM, FT-IR vb. yöntemlerle karakterizasyonları yapılmıştır.
Tespitin gerçekleştirilmesi için herhangi bir cihaza gerek duyulmadığı gibi, renk değişimi gözle
tespit edilmiş ayrıca basit bir akıllı telefon uygulaması ile de red-green-blue (RGB) renk kodları
veya Hue (renk tonu) değerilerindeki farklılıklar takip edilerek, civa iyonlarının anında, ucuz ve
uzmanlık gerektirmeksinin yerinde tespiti için avantaj sağlanmıştır.

Abstract:
Recently, an altered heavy metal pollution have been observed in parallel to the
industrial developments. It has been widely known that mercury (Hg) metal ions are more toxic
than cadmium (Cd), lead (Pb), arsenic (As), nickel (Ni) metal ions. Any form of mercury is a
major threat to the environment and human health, even at very low concentrations. High-Tech
devices such as atomic absorption spectroscopy, X-ray, and chromatography are such analitic
methods often used in the detectiomn of trace amounts of mercury ions with high selectivity
and sensitivity. However, these methods are not economic nor cheap by means of screening
thousands of sample at ones. For this reason, development of chemosensor platforms that are
economically advantageous is important. In this thesis, ruthenium complexes with functional
groups designed to show high affinity to mercury ions have been designed and evaluated by
means of the relation between the chemical structure and affinity. The colorimetric sensors with
high sensitivity and selectivity to mercury ions for their further use in the analysis of industrial
wastes, drinking water and seafoods were created by impregnating these ruthenium complexes
onto easy-to-find paper-based platforms and highly stabile titanium dioxide mesoporous
nanosurface. These sensors are characterized by NMR, XRD, SEM, FT-IR. The designed system
could be used without the need of an analytical device while it is possible to get a "yes/no"
response by naked eye confirmed by a color change. In addition, a simple smart phone
application also supports red-green-blue (RGB) numerical values with Hue value which
provides advantages for instant, on-site and inexpensive detection of mercury ions anytime,
anymwhere by anyone.