Kuartz kristal mikrobalans (QCM) sensör sisteminde klorlu uçucu organik bileşik (KUOB) türleri için algılayıcı olabilecek kaliks[4]aren türevlerinin araştırılması

Abstract

Bu tez çalışmasında, amit fonksiyonlu kaliks[4]aren türevleri kullanılarak kaplanan QCM gaz sensörlerinin hazırlanması ve bazı klorlu uçucu organik bileşik (KUOB) türlerine (triklorometan (kloroform), diklorometan, karbon tetraklorür, etilen diklorür (1,2-dikloroetan), 1,1-dikloroetilen, trikloroetilen, perkloroetilen (tetrakloroetilen), 1,2-diklorobenzen) karşı gaz ortamında algılama özelliklerinin incelenmesi hedeflendi. QCM gaz sisteminde kullanılacak olan farklı amit grubu içeren kaliks[4]aren türevleri KPRA, KİMA ve KANA sentezlendi. Bu türevleri karşılaştırma amacıyla p-ter-bütilkaliks[4]aren, K4 ve KDES türevleri de sentezlendi. Sentezlenmiş olan kaliks[4]aren türevlerinin yapı karakterizasyonları 1H-NMR spektroskopisiyle gerçekleştirildi. Sentezlenmiş olan kaliks[4]aren türevleri, QCM kuartz kristallerinin yüzeyine çözeltide bekletme (soaking) yöntemi ile kaplanarak yeni QCM gaz sensörleri hazırlandı. Gaz ortamındaki QCM sistemi kullanılarak kaliks[4]aren K4, KDES, KPRA, KİMA, KANA türevleri ile kaplanan QCM kuartz kristalleri farklı konsantrasyonlarda KUOB türlerine karşı algılama çalışmaları gerçekleştirildi. Hem imidazolil hem de amit NH grubuna sahip kaliks[4]aren KİMA türevinin etilen diklorür (EDK) analitine karşı en etkili kaplama malzemesi olduğu görüldü. Kaliks[4]aren KİMA türevinden yararlanılarak, farklı konsantrasyonlarda EDK'ya karşı gerçekleştirilen algılama çalışmalarından yüzeydeki adsorpsiyonun özelliklerinin incelenmesi için Langmuir, Freundlich ve Scatchard izotermlerinden faydalanıldı. Kaliks[4]aren KİMA türevi ile kaplanan QCM gaz sensörü ile EDK analitine karşı tekrarlanabilirlik ve dayanıklılık çalışmaları gerçekleştirildi. Sonuçlar KİMA kaplı QCM sensörün EDK için iyi bir sensör olarak geliştirilebilecğini gösterdi. Ayrıca elde edilen sonuçlara bakılarak, amit gruplu kaliks[4]aren türevleri ile kaplanan QCM gaz sensörlerinin, gaz ortamında KUOB türlerinin algılanması için etkili oldukları da görüldü.

In this thesis study, we aimed to preparing QCM gaseous sensors which is coated with amide functionalized calix[4]arene derivative and investigating their sensing properties towards some chlorinated volatile organic compound (CVOC) species (chloroform, dichloromethane, carbon tetrachloride, 1,2-dichloroethane, 1,1-dichloroethylene, trichloroethylene, tetrachloroethylene, 1,2-dichlorobenzene). Several amide functionalized calix[4]arene derivatives CPRA, CIMA, and CANA are synthesized to use QCM gaseous system. Characterization of synthesized derivatives were performed by 1H-NMR and FT-IR spectroscopy. QCM gaseous sensors are prepared by soaking method of coating on QCM surface with synthesized calix[4]arene derivatives C4, CDES, CPRA, CIMA, CANA. Calix[4]arene derivatives coated QCM sensors was performed towards chlorinated volatile organic compounds in gaseous media. Calix[4]arene CIMA derivative showed that higher stoichiometric ratio for all chlorinated volatile organic compound because of their imidazolyl and amide group, especially ethylene dichloride (EDC) . Calix[4]arene CIMA derivative is performed to calculate parameter studies, Langmuir and Freundlich, Scatchard isotherms, which are towards different concentration value of 1,2-dichloroethane which has highest stoichiometric ratio to investigate adsorption properties, Repeatability and durability studies were performed toward EDC by calix[4]arene CIMA coated QCM sensor in gaseous media. The obtained results showed that amide functionalized calix[4]arene derivatives coated QCM gaseous sensors are effective to sensing of chlorinated volatile organic compounds.