طراحي حسگر نوري جهت اندازه گيري يون سيانيد براساس تثبيت شناساگر نين هيدرين در بستر سل-ژل

Design a optical sensor based on incorporation of ninhydrin in sol-gel matrix for determination of cyanide

در اين پروژه يك حسگر نوري گزينش پذير بر اساس محبوس كردن شناساگر حساس و گزينش پذير (نين هيدرين) در حفره هاي شبكه سل-ژل براي اندازه گيري مقادير ناچيز يون سيانيد طراحي شد. اثر پارامترهاي موثر بر رفتار حسي حسگر بررسي گرديد. حسگر ساخته شده داراي حساسيت و گزينش پذيري بالايي بوده و هيچگونه نشست شناساگر به خارج از حفره هاي شبكه سل-ژل مشاهده نشد. در ساخت بستر حسگر از تترااتوكسي سيلان به عنوان پيش ماده در فرايند سل-ژل و در حضور كاتاليزور اسيدي استفاده شد. حسگر ايده ال در شرايط نسبت آب به پيش ماده(R) برابر با 4 و غلظت شناساگر mol L-1112/0 ساخته شد. اين حسگر نتايج بسيارتكرارپذيري را نشان داد. بطوريكه مقدار انحراف استاندارد براي دو غلظت µg mL-1 1/0 و 0/3 به ترتيب 31/3 و 09/2 به دست آمد. زمان پاسخ حسگر كمتر از 5 ثانيه مي باشد. بررسي اثر مزاحمت ها بر روي اندازه گيري يون سيانيد نشان داد كه با محبوس كردن شناساگر نين هيدرين درحفره هاي شبكه سل-ژل و تنظيم اندازه ي حفره ها مي توان گزينش پذيري حسگر را افزايش داد. از اين حسگر براي اندازه گيري سيانيد در نمونه هاي آب شهر و پساب كارخانه آبكاري فلزات بطور موفقيت آميز استفاده شد.

We herein describe the fabrication of a ninhydrin (NH) incorporated sol-gel glass with nanoporous structure as an optical sensor to measure cyanide ion. Tetraethyl orthosilicate was used as precursor to form the porous polymeric network for entrapment of NH in porous silica gel matrix. Our thorough experimental-based results revealed that the porous feature of the matrix as well as its average pore size could play significant roles in almost all critical parameters, affecting the sensor performance, including sensitivity, selectivity and response time of sensor. The constructed sensors showed optimum performance under the working conditions, including water: alkoxide ratio of 4:1, water acidity of 0.1 M and ethanolic solution of NH 0.112 mol L-1. Under optimum conditions, a linear calibration curve over the range 0.003 to 5.000 μg mL−1 (1.15×10-7 – 1.91×10-4 mol L-1) of cyanide ion was obtained, along with a detection limit value of 0.0013 μg mL−1 (4.99×10-8 mol L-1). Meanwhile, the sensor exhibited excellent RSDs for both intra-day and inter-day precision.