Amin buharlarının tayini için kütle duyarlı sensör geliştirilmesi
Developing a mass sensitive sensor for determination of amine vapors
Yazar: BEKİR SELÇUKİ
Danışman: DOÇ. DR. HÜSNÜ CANKURTARAN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Analitik Kimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Kimyasal sensör = Chemical sensor

Özet:
Bu tez çalışmasında amin buharlarının algılanması için kütle duyarlı bir sensör geliştirilmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla ticari ULTEM polimeri 3,4-diaminobenzhidrazin ile modifiye edilmiş ve bu modifikasyondan sonra polimer üzerinde bulunan serbest     –NH2 gruplarına glutaraldehit bağlanmış ve bu sayede amin buharlarına duyarlı hale getirilmiştir. Bu polimer, kuvarz kristal elektroda kaplanarak kuvars kristal mikroterazi (KKM) ile kütle duyarlı sensör haline getirilmiştir. İşlemler sonunda elde edilen polimerin modifikasyon derecesi çok yüksek olmamasına karşın amonyak ve amin buharlarına duyarlı olduğu ve tekrarlanabilir cevaplar verdiği gözlenmiştir. Frekans kayması ile ilave edilen amin bileşikleri hacmi arasında doğrusal ve logaritmik ilişkiler elde edilmiştir. Ayrıca bu sensör bağıl nem ölçümlerinde de geniş bir bağıl nem aralığında doğrusal ve tekrarlanabilir cevaplar vermiştir. Bu sensör, alifatik hidrokarbonlara düşük, etil alkol ve aseton buharlarına da nispeten yüksek cevaplar vermiştir. Ancak modifikasyon sonucu polimerin hidrofilik özelliğinin arttığı anlaşılmıştır. ULTEM'in modifikasyonunun etkisini incelemek amacıyla modifiye edilmemiş ULTEM polimeriyle kaplı başka bir sensörle deneyler tekrarlanmıştır. Bu denemeler sonucunda saf ULTEM polimeriyle kaplı elektrot bağıl nem tayini için uygun olmakla birlikte amin buharlarına karşı tekrarlanabilir cevaplar vermemiştir. Bu çalışma sonucunda sensörün, çeşitli gıda ürünlerinde bakteriyel bozunma sonucunda ortaya çıkan amin bileşiklerinin, dolayısıyla tazeliğin ve bağıl nem miktarı ölçülmesinde kullanılabileceği görülmektedir.

Abstract:
The purpose of this work is to develop a sensor to determine amine vapors. For this intend, we used commercial ULTEM polymer, and modified it with                                     3,4-diaminobenzhydrazide. The –NH2 substances of the concluding molecule have bonded with glutaraldehyde and, thus it became sensitive to amine vapors. This polymer has been coated onto a quartz crystal electrode and with quartz crystal microbalance oscillator it is developed to be a mass-sensitive sensor. After the process, even though the modification grade of the obtained polymer is not relatively high, it can be observed that the polymer is sensitive to ammonia and amine vapors, and can give reproducible responses. We gathered linear and logarithmic correlations between the frequence shifts and the addition of amine compounds. Furthermore, this sensor gave linear and reproducible responses to the relative humidity in a wide range. This sensor gave weak responses to aliphatic hydrocarbons, on the other hand, it gave relatively strong responses to ethanol and acetone vapors. However, it has been seen that the hydrophilic property of the polymer has advanced. For examining the modification of ULTEM polymer, the experiments were repeated with an unmodified ULTEM polymer coated QCM electrode. After these experiments, even the pure ULTEM polymer coated electrode is good for relative humidity measurements, it is not suitable for amine vapors because of its unreproducible responses. For the conclusion of this experiment, it is shown that this sensor can be used for determining the amine vapors that is formed from the bacterial decomposition and so freshness testing, and relative humidity measurements.