REZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT - upb.ro .UNIVERSITATEA POLITEHNICA din BUCURE‍TI Facultatea de Chimie

  • View
    218

  • Download
    0

Embed Size (px)

Text of REZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT - upb.ro .UNIVERSITATEA POLITEHNICA din BUCURE‍TI Facultatea de...

UNIVERSITATEA POLITEHNICA din BUCURETI

Facultatea de Chimie Aplicat i tiina Materialelor

Departamentul de Chimie Anorganic, Chimie Fizic i Electrochimie

COALA DOCTORAL CHIMIE APLICAT I TIINA MATERIALELOR

Nr. Decizie Senat 125 din 19.07.2017

REZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT

SENZORI PENTRU METALE BAZAI PE ELECTROZI MODIFICAI CU AZULENE PENTRU TESTAREA APELOR

SENSORS BASED ON AZULENE MODIFIED ELECTRODES FOR

TESTING METALS IN WATERS

Doctorand: Chim. Georgiana-Luiza ARNOLD

COMISIA DE DOCTORAT Preedinte Prof. Em. Dr. Ing. Teodor VIAN de la

Universitatea Politehnica din Bucureti

Conductor de doctorat Prof. Dr. Ing. Eleonora-Mihaela UNGUREANU de la Universitatea Politehnica din

Bucureti

Referent Prof. Dr. Elena DIACU de la Universitatea Politehnica din

Bucureti

Referent Prof. Dr. Habil. Dr. Raluca-Ioana van STADEN de la

Institutul Naional de Cercetare-Dezvoltare pentru Electrochimie i

Materie Condensat Timioara

Referent Prof. Dr. Farm. Robert Valentin SNDULESCU de la

Universitatea de Medicin i Farmacie Iuliu Haieganu Cluj

Napoca

Bucureti -2017-

Senzori pentru metale bazai pe electrozi modificai cu azulene pentru testarea apelor

2

SENZORI PENTRU METALE BAZAI PE ELECTROZI MODIFICAI CU AZULENE PENTRU TESTAREA APELOR

CUPRINS

LISTA DE NOTAII 7 MULUMIRI 9 INTRODUCERE. 10

I. CERCETARE BIBLIOGRAFIC.. 14 CAPITOLUL 1

TRATAREA APELOR UZATE I A SURSELOR DE AP CURENT N SCOPUL POTABILIZRI ..

14

CAPITOLUL 2

METODE ELECTROCHIMICE PENTRU DETERMINAREA METALELOR GRELE DIN AP................................................................................................

20

2.1. ABORDAREA ELECTROCHIMIC A DETECIEI DE METALE GRELE N AP..........................................................................................................................

20

2.1.1. Cadmiu (Cd)............................................................................................ 20 2.1.2. Cupru (Cu)............................................................................................... 21 2.1.3. Mercur (Hg)............................................................................................. 22 2.1.4. Plumb (Pb).............................................................................................. 23

2.2. RECUNOATEREA PREZENEI DE Cu2+, Pb2+, Hg2+ I Cd2+ N APELE UZATE..........................................................................................................................

24

2.2.1. Abordarea experimental...................................................................... 24 2.2.2. Elaborarea microsenzorilor.................................................................. 25 2.2.3. Abordarea stocastic............................................................................... 25 2.2.4. Caracteristicile de rspuns ale microsenzorilor stocastici pentru testul de Cu2+, Cd2+, Hg2+, Pb2+........................................................................

25

2.2.5. Recunoaterea prezenei ionilor de Cu2+, Cd2+, Hg2+, Pb2+................. 25 2.3. ELECTROZI SERIGRAFIAI PENTRU MONITORIZRI DE IONI DE METALE GRELE DIN MEDIU..

27

2.3.1. Electrozi serigrafiai acoperii cu mercur 28 2.3.2. Electrozi serigrafiai acoperii cu bismut 28 2.3.3. Electrozi serigrafiai acoperii cu aur 29 2.3.4. Electrozi serigrafiai de carbon modificai chimic i nemodificai. 30 2.3.5. Biosenzori serigrafiai bazai pe inhibibiia enzimatic.. 30 2.3.6. Analizoare electrochimice portabile comerciale pentru metale grele 31

CAPITOLUL 3

METODE UTILIZATE PENTRU CARACTERIZAREA DERIVAILOR AZULENICI....................................................................................................................

32

3.1. METODE ELECTROCHIMICE ........................................................................... 32 3.1.1. Voltametria ciclic (CV) 32 3.1.2. Voltametria pulsdiferenial (DPV)... 34 3.1.3. Voltametria pe electrod discrotitor (RDE).... 34 3.1.4. Electroliza la potenial controlat (CPE). 35

3.2. MICROSCOPIA ELECTRONIC DE BALEIAJ (SEM) 36 3.3. MICROBALANA ELECTROCHIMIC CU CRISTAL DE CUAR (EQCM).

36

3.4. SPECTROMETRIA DE MAS CU IONIZARE PRIN ELECTROSPRAY (ESIMS)

36

Senzori pentru metale bazai pe electrozi modificai cu azulene pentru testarea apelor

3

3.5. MICROSCOPIA DE FOR ATOMIC (AFM) 37 CAPITOLUL 4

PRINCIPII GENERALE N METODA STOCASTIC............................................. 39

CAPITOLUL 5

PARAMETRI DE PERFORMAN ANALITIC PENTRU OPTIMIZAREA UNEI METODE DE DETERMINARE A METALELOR DIN AP........................

41

5.1. LIMITA DE DETECIE (LOD), LIMITA DE CUANTIFICARE (LOQ)........... 41 5.2. LINIARITATE, DOMENIU DE LUCRU............................................................. 42 5.3. PRECIZIE.............................................................................................................. 42

5.3.1. Repetabilitate........................................................................................... 42 5.3.2. Precizie intermediar.............................................................................. 43

5.4. ACURATEE/RECUPERARE............................................................................. 43 5.5. INCERTITUDINE DE MSURARE.................................................................... 43

II. CONTRIBUII ORIGINALE 45 CAPITOLUL 6

DETALII EXPERIMENTALE PRIVITOARE LA STUDIILE EFECTUATE........ 45

6.1. DETALII EXPERIMENTALE N DETERMINRI ELECTROCHIMICE PRIN CV, DPV, RDE, CPE..................................................................................

45

6.2. DETALII EXPERIMENTALE N DETERMINRI PRIN MICROSCOPIE ELECTRONIC DE BALEIAJ/MICROSCOPIA DE FOR ATOMIC...

46

6.3. DETALII EXPERIMENTALE N DETERMINRI CU MICROBALANA ELECTROCHIMIC CU CRISTAL DE CUAR......

46

6.4. DETALII EXPERIMENTALE N DETERMINRI PRIN SPECTROMETRIE DE MAS CU IONIZARE ELECTROSPRAY

46

6.5. DETALII EXPERIMENTALE N DETERMINRI STOCASTICE................... 47 CAPITOLUL 7

CARACTERIZRI ELECTROCHIMICE DE DERIVAI AZULENICI............... 48

7.1. CARACTERIZARE ELECTROCHIMIC PENTRU (Z)-ETIL3- (AZULEN-1IL)-2-NITROACRILAT (L21842)

48

7.2. CARACTERIZARE ELECTROCHIMIC PENTRU (Z)-5-(AZULEN-1-IL)METILEN)-2-TIOXOTIAZOLIDIN-4-ON (L2349)...........................................

51

7.3. CARACTERIZARE ELECTROCHIMIC PENTRU (2E)-2-(AZULEN-1-ILMETILIDEN)HIDRAZINCARBOTIOAMID (L2352)

54

7.4. CARACTERIZARE ELECTROCHIMIC PENTRU (E)-2-(AZULEN-1-ILDIAZENIL)-5-FENIL-1,3,4-TIADIAZOL (L2363)................................................

57

7.5. CARACTERIZARE ELECTROCHIMIC PENTRU (E)-2-(AZULEN-1-ILMETILEN)HIDRAZINCARBOXAMID (L23662)............................................

58

7.6. CARACTERIZARE ELECTROCHIMIC PENTRU 2-(AZULEN-1-ILMETILEN)PROPANBIS(TIOAT)S,S,DIETIL (L23702)......................................

60

7.7. CARACTERIZAREA ELECTROCHIMIC PENTRU (E)-5-FENIL-2-(4,6,8-TRIMETILAZULEN-1-ILDIAZENIL)-1,3,4-TIADIAZOL (L2372).........................

61

7.8. CARACTERIZARE ELECTROCHIMIC PENTRU (Z)-2-TIOXO-5-((4,6,8-TRIMETILAZULEN-1-IL)METILEN)-TIAZOLIDIN-4-ON (M538)....................

62

7.9. CARACTERIZARE ELECTROCHIMIC PENTRU (Z)-5-((5-IZOPROPIL-3,8-DIMETILAZULEN-1-IL)METILEN)-2-TIOXOTIAZOLIDIN-4-ON (M540).

65

7.10. CALCULAREA COEFICIENILOR DE DIFUZIE PENTRU L21842, L2352, M538, M540

68

Senzori pentru metale bazai pe electrozi modificai cu azulene pentru testarea apelor

4

CAPITOLUL 8 PREPARARE DE ELECTROZI MODIFICAI CU POLIAZULENE...................

69

8.1. ELECTROZI MODIFICAI CU POLI(L21842)................................................ 69 8.2. ELECTROZI MODIFICAI CU POLI(L2349).................................................... 71 8.3. ELECTROZI MODIFICAI CU POLI(L2352).................................................... 73 8.4. ELECTROZI MODIFICAI CU POLI((Z)-5-(AZULEN-1-ILMETILEN)-2-TIOXOIMIDAZOLIDIN-4-ON)) (POLI(L2353))

76

8.5. ELECTROZI MODIFICAI CU POLI(L2363).................................................... 77 8.6. ELECTROZI MODIFICAI CU POLI(L23662)................................................ 77 8.7. ELECTROZI MODIFICAI CU POLI(L23702)................................................ 78 8.8. ELECTROZI MODIFICAI CU POLI(L2372).................................................... 79 8.9. ELECTROZI MODIFICAI CU POLI(M538)..................................................... 79 8.10. ELECTROZI MODIFICAI CU POLI(M540)................................................... 81 8.11. ELECTROZI MODIFICAI CU POLI((Z)-5-((5-IZOPROPIL-3,8-DIMETILAZULEN(1-IL)METILEN)-2-TIOXOIMIDAZOLIDIN-4-ON) (POLI(M541))..............................................................................................................

82

CAPITOLUL 9

CARACTERIZARE DE FILME PE BAZ DE POLIAZULENE............................. 84

9.1. CARACTERIZAREA FILMELOR DE POLIAZULENE PRIN SEM/AFM...... 84 9.1.1. Caracterizarea filmelor de poli(L2349)................................................. 84 9.1.2. Caracterizarea filmelor de poli(L2352)................................................. 85 9.1.3. Caracterizarea filmelor de poli(M541)..................................................