Title: Χρήση λεπτών υμενίων SnO2 για περιβαλλοντικές εφαρμογές
Authors: Μπίτη, Μαρία
Abstract: Η περιβαλλοντική μόλυνση είναι ένα από τα πιο σοβαρά προβλήματα που αντιμετωπίζει ο πλανήτης μας τα τελευταία χρόνια. Η έντονη ανθρώπινη δραστηριότητα έχει οξύνει αυτό το φαινόμενο. Τις τελευταίες δεκαετίες η εντατική χρήση φυτοφαρμάκων είχε ως αποτέλεσμα τη ρύπανση του υπόγειου νερού µε οργανικές ενώσεις. Οι οργανοχλωριωµένες ενώσεις που χρησιμοποιούνται ως εντομοκτόνα, δεν αποδομούνται εύκολα και αποτελούν πηγή ρύπανσης των υπόγειων νερών. Στην παρούσα εργασία έγινε μια προσπάθεια ανάπτυξης ενός αισθητήρα που θα έχει την δυνατότητα να ανιχνεύει και να ποσοτικοποιεί αυτές τι βλαβερές για το περιβάλλον οργανικές ενώσεις. Για την δημιουργία του συγκεκριμένου αισθητήρα χρησιμοποιήθηκαν λεπτά υμένια SnO2 πάνω στα οποία έγινε ακινητοποίηση μιας σιδηρούχας ένωσης, της αιμίνης (FeIII). Στην συνέχεια της εργασίας θα γίνει αντιληπτό, πως η χρήση αυτών των υμενίων, μέσα από διάφορες οξειδοαναγωγικές αντιδράσεις, καθιστά δυνατή την ανίχνευση διαφόρων οργανικών ουσιών.Η εργασία απαρτίζεται από τέσσερα κεφάλαια. Στο πρώτο κεφάλαιο γίνεται μια εισαγωγή στους αισθητήρες και μια αναφορά στους ημιαγωγούς, αφού το υλικό που χρησιμοποιήθηκε στην συγκεκριμένη περίπτωση, το υμένιο SnO2, είναι ημιαγωγός. Επειδή το υπόστρωμα που θα χρησιμοποιηθεί παίζει σημαντικό ρόλο στην ανάπτυξη του αισθητήρα, περιγράφεται η δομή του SnO2 αλλά και οι ιδιότητές του. Στην συνέχεια έγινε μια αναφορά στην δομή της αιμίνης και στους λόγους που αυτή επιλέχθηκε για την ανάπτυξη του αισθητήρα. Τέλος περιγράφτηκαν συνοπτικά οι οργανικές αλογονούχες ουσίες, οι λόγοι για τους οποίους η ανίχνευση τους είναι απαραίτητη και οι τρόποι που έχουν χρησιμοποιηθεί μέχρι σήμερα για το λόγο αυτό.
Στο δεύτερο κεφάλαιο έγινε αναφορά στην οργανολογία. Περιγράφηκαν αναλυτικά όλα τα όργανα και οι πειραματικές διατάξεις που χρησιμοποιήθηκαν για την πραγματοποίηση των πειραμάτων. Ιδιαίτερη έμφαση δόθηκε στις τεχνικές που χρησιμοποιήθηκαν τόσο για το χαρακτηρισμό των λεπτών υμενίων SnO2 όσο και για και για την περεταίρω μελέτη τους αφότου έγινε η ακινητοποίηση της αιμίνης στην επιφάνια τους. Στην συνέχεια περιγράφονται η πειραματική διάταξη της ηλεκτροχημικής κυψελίδας 3 ηλεκτροδίων που χρησιμοποιήθηκε και οι τεχνικές της κυκλικής βολταμμετρίας και της φασματοηλεκτροχημείας που επιλέχθηκαν τόσο για τη μελέτη των ηλεκτροχημικών ιδιοτήτων των υμενίων SnO2 με ή χωρίς ακινητοποιημένη αιμίνη, όσο και για τη χρήση τους στην ανάπτυξη του αισθητήρα.
Στο τρίτο κεφάλαιο παρατέθηκε αναλυτικά όλη η πειραματική διαδικασία που ακολουθήθηκε για τη σύνθεση και την παρασκευή των υμενίων SnO2, για το χαρακτηρισμό τους, για την ακινητοποίηση της αιμίνης στην επιφάνειας τους και των παραγόντων που την επηρεάζουν, για την ηλεκτροχημική και φασματοηλεκτροχημική μελέτη τους και για την ανάπτυξη αισθητήρων για την ανίχνευση αλογονούχων οργανικών ενώσεων.
Τέλος, στο τέταρτο κεφάλαιο, έγινε παρουσίαση, ανάλυση και σχολιασμός των αποτελεσμάτων. Παρουσιάστηκε για πρώτη φορά η δυνατότητα που προσφέρουν αυτά τα υμένια για την επιτυχή ακινητοποίηση μεγάλης ποσότητας αιμίνης στην επιφάνια τους και η ανάπτυξη ενός ηλεκτροχημικού ή φασματοηλεκτροχημικού αισθητήρα για την γρήγορη και ποσοτική ανίχνευση διαφόρων οργανικών αλογονούχων ενώσεων.
↧