فهرست مطالب

عنوان…………………………………………………………………………………………………………. صفحه

چکیده

فصل اول: کلیات تحقیق………………………………………………………………………………………………………………… 1

1-1- مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………………………… 2

1-2- مبانی رنگ…………………………………………………………………………………………………………………………… 2

1-3- پارامترهای توصیف نور……………………………………………………………………………………………………….. 3

1-4- نمودار رنگینگی…………………………………………………………………………………………………………………… 5

1-5- مدل رنگی……………………………………………………………………………………………………………………………. 6

1-6- مقادیر محرکه سه گانه……………………………………………………………………………………………………….. 7

1-7- اصول مدل‌های رنگی………………………………………………………………………………………………………….. 7

1-7-1- اصول مدل رنگی CIE XYZ……………………………………………………………………………………….. 7

1-7-2- اصول مدل رنگ RGB (Red, Green and Blue)……………………………………………………… 8

1-7-3- اصول مدل رنگی CMYK (Cyan, Magenta ,Yellow , Black)……………………………. 8

1-7-4- اصول مدل رنگی(HIS , HSL, HSV)………………………………………………………………………… 9

1-8- تبدیل مدل‌های رنگی به یکدیگر……………………………………………………………………………………….. 11

1-8-1- تبدیل لکه به پارامترRGB……………………………………………………………………………………………. 11

1-8-2- تبدیل RGB به CMYK………………………………………………………………………………………………. 12

1-8-3- تبدیل RGB به مدل‌های HIS, HSL, HSV…………………………………………………………….. 12

1-8-4- محاسبه مدل رنگی XYZ…………………………………………………………………………………………….. 13

1-9- روش اسکنومتری………………………………………………………………………………………………………………… 13

1-10- اسکنر………………………………………………………………………………………………………………………………… 14

1-11- مفاهیم حسگر…………………………………………………………………………………………………………………… 15

1-12- انواع حسگرهای شیمیایی……………………………………………………………………………………………….. 15

1-12-1- حسگرهای الکتروشیمیایی………………………………………………………………………………………….. 16

1-12-2- حسگرهای نوری………………………………………………………………………………………………………….. 16

1-12-3- حسگرهای شیمیایی نوری………………………………………………………………………………………….. 16

1-12-4- حسگرهای نوری یونی…………………………………………………………………………………………………. 17

1-12-5- اپتود – اپترود……………………………………………………………………………………………………………… 17

1-12-6- حسگرهای توده‌ای………………………………………………………………………………………………………. 18

1-13- پلیمرها وکاربرد آنها درحسگرهای نوری…………………………………………………………………………. 19

1-13-1- پلیمر پلی وینیل کلراید………………………………………………………………………………………………. 19

1-13-2- پلیمرسلولز تری استات……………………………………………………………………………………………….. 19

1-14- روش‌های تثبیت شناساگر……………………………………………………………………………………………….. 20

1-14-1- تثبیت فیزیکی…………………………………………………………………………………………………………….. 20

1-14-2- تثبیبت الکترواستاتیکی……………………………………………………………………………………………… 20

1-14-3- تثبیت کووالانسی………………………………………………………………………………………………………… 21

1-14-4- روش های تثبیت شناساگر درپلیمرهای سول – ژل………………………………………………… 23

1-15- تاثیرنوع روش تثبیت ونوع بافت پلیمری……………………………………………………………………….. 23

1-16- اهمیت اندازه‌گیری یون دی‌کرومات – یون فلزی کروم (VI)………………………………………. 23

فصل دوم : مروری برتحقیقات گذشته………………………………………………………………………………………….. 26

2-1- مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………………………… 27

2-2- مروری برتحقیقات گذشته درزمینه اسکنومتری………………………………………………………………. 27

2-3- مروری برتحقیقات گذشته درزمینه اپتود………………………………………………………………………….. 28

2-4- مروری برتحقیقات گذشته برای اندازه‌گیری یون دی‌کرومات………………………………………….. 31

فصل سوم: بخش تجربی………………………………………………………………………………………………………………… 37

3-1- مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………………………… 38

3-2- مواد شیمیایی ،محلول‌ها ومعرف………………………………………………………………………………………… 38

3-3- دستگاه‌ها ووسایل مورداستفاده…………………………………………………………………………………………… 39

3-3-1- آماده‌سازی پلیت شیشه‌ای…………………………………………………………………………………………….. 39

 

3-3-2- آماده‌سازی وسایل…………………………………………………………………………………………………………… 39

3-4- آماده‌سازی محلول‌ها……………………………………………………………………………………………………………. 39

3-4-1- تهیه محلول هیدروکلریک اسید 1/ 0 مولار………………………………………………………………… 39

3-4-2- تهیه محلول هیدروکسید سدیم 1/0 مولار…………………………………………………………………. 39

3-4-3- تهیه محلول اسیدفسفریک 1/0 مولار………………………………………………………………………….. 39

3-4-4- تهیه محلول دی کرومات پتاسیم ppm20 ………………………………………………………………….. 40

3-4-5- تهیه محلول ppm1000 ، 1و5 دی فنیل کربازید…………………………………………………….. 40

3-4-6- تهیه بافر فسفاتی با pH های 1-12…………………………………………………………………………… 40

3-5- تهیه فیلم شفاف………………………………………………………………………………………………………………….. 40

3-6- تهیه فیلم حسگر آغشته به دی فنیل کربازید…………………………………………………………………. 40

3-7- قدرت تفکیک اسکنر و مکان اسکن………………………………………………………………………………….. 40

3-8- بررسی تاثیرDPC  و دی‌کرومات بریکدیگر درتوده محلول………………………………………………. 41

3-8-1- تاثیرمدت زمان ساخت ونگهداری محلول ppm1000 دی فنیل کربازید…………………. 41

فصل چهارم : بحث و نتیجه‌گیری…………………………………………………………………………………………………. 42

4-1- مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………………………… 43

4-2- تهیه فیلم…………………………………………………………………………………………………………………………….. 43

4-3- بررسی تاثیرpH روی فیلم حسگر آغشته به DPC…………………………………………………………. 43

4-4- بررسی تغیرات پارامترهای رنگی کمپلکس دی‌کرومات  – دی فنیل کربازید…………………. 44

4-5- تاثیرpH  روی تشکیل کمپلکس بین دی‌کرومات وDPC ………………………………………………. 44

4-6- بهینه سازی غلظت DPC برای تهیه فیلم………………………………………………………………………… 46

4-7- بررسی زمان پاسخگویی……………………………………………………………………………………………………… 46

4-8- بررسی ماندگاری فیلم حسگر…………………………………………………………………………………………….. 47

4-9- منحنی کالیبراسیون ، ناحیه خطی ، حدتشخیص و تکرارپذیری…………………………………… 49

4-10- بررسی حضورمزاحمت‌ها………………………………………………………………………………………………….. 50

4-11- کاربرد عملی……………………………………………………………………………………………………………………… 51

4-12- نتیجه‌گیری……………………………………………………………………………………………………………………….. 52

4-13- پیشنهادات………………………………………………………………………………………………………………………… 52

منابع………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 53

فهرست اشکال

عنوان…………………………………………………………………………………………………………. صفحه             

شکل1-1- عبور نور سفید از منشور و ایجاد طیف رنگی…………………………………………………………… 2

شکل 1-2- طیف الکترومغناطیسی……………………………………………………………………………………………… 3

شکل 1-3- رنگ‌های اولیه و ثانویه………………………………………………………………………………………………. 4

شکل 1-4- فضای رنگی RGB و CMYK…………………………………………………………………………………. 9

شکل 1-5- مقایسه سه سیستم XYZ، RGB و CMYK……………………………………………………….. 9

شکل 1-6- مدل رنگی HSL, HSV…………………………………………………………………………………………… 10

شکل 1-7- Hue در فضای رنگ آنالیز رنگ……………………………………………………………………………….. 10

شکل 1-8- نمایی از نرم افزار آنالیز رنگ……………………………………………………………………………………. 13

شکل 1-9- لامپ کاتدی در اسکنر……………………………………………………………………………………………… 14

شکل 1-10- شمایی از یک حسگر شیمیایی…………………………………………………………………………….. 16

شکل 1-11- ساختار 4- هیدروکسیل سالوفن………………………………………………………………………….. 21

شکل 1-12- واکنش 4- هیدروکسیل سالوفن با غشا فعال شده…………………………………………….. 22

شکل 1-13- واکنش غشا فعال شده و واکنشگر بریلیانت کریزول بلو……………………………………… 22

شکل 1-14- تشکیل کمپلکس رنگی دی فنیل کربازید با یون دی‌کرومات…………………………….. 25

شکل 1-15- تشکیل کمپلکس دی فنیل کربازید با یون فلزی کروم (VI) در محیط اسیدی. 25

فهرست نمودار

عنوان…………………………………………………………………………………………………………. صفحه

نمودار 1-1- نمودار رنگینگی……………………………………………………………………………………………………………………… 6

نمودار1-2- طیف رنگی RGB…………………………………………………………………………………………………….. 8

نمودار 1-3- منحنی H و S در فضای رنگی RGB………………………………………………………… ……….. 10

نمودار 1-4- طیف های برانگیختگی در لامپ اسکنر در سه ناحیه قرمز، آبی و سبز….. ……….. 14

نمودار4-1- تغییرات پارامترهای رنگی بر حسبpH  در فیلم آغشته به دی فنیل کربازید……. ………….. 43

نمودار 4-2- تغییرات پارامترهای رنگی در کمپلکس دی کرومات و دی فنیل کربازید.. ……….. 44

نمودار4-3- تغییرات گونه های کروم……………………………………………………………………………….. ……….. 45

نمودار 4-4- تاثیر pH روی تشکیل کمپلکس بین یون دی‌کرومات و DPC……………….. ……….. 45

نمودار 4-5- تاثیر غلظت دی فنیل کربازید روی پارامترهای رنگی کمپلکس ایجاد شده

در بستر فیلم………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 46

نمودار 4-6- تاثیر زمان تماس فیلم حسگر با محلول دی‌کرومات………………………………….. ……….. 47

نمودار 4-7- تاثیر شرایط نگهداری فیلم در هوای اتاق روی میزان پاسخگویی……………. ……….. 48

نمودار4-8- تاثیر شرایط نگهداری فیلم در آب مقطر، روی میزان پاسخگویی……………… ……….. 48

نمودار 4-9- تاثیر شرایط نگهداری پلیمر در بافر فسفاتی pH =7 روی میزان پاسخگویی……. ………….. 49

نمودار4-10- منحنی کالیبراسیون………………………………………………………………………………………………. 50

فهرست جدول

عنوان…………………………………………………………………………………………………………. صفحه

جدول3-1- مشخصات مواد مصرفی در طول پژوهش………………………………………………………………… 38

جدول4-1- میزان خطای نسبی/ بررسی حضور مزاحمت‌ها……………………………………………………… 51

جدول 4-2- درصد بازیابی در دو مرحله اسپایک………………………………………………………………………. 51

  چکیده        

در این بررسی، روش جدید فیلم اسکنومتری برای اندازه‌گیری یون دی‌کرومات در محیط‌های آبی با بهره گرفتن از کروموفور 1و5 – دی فنیل کربازید (DPC) به کار گرفته شد. 1و5- دی فنیل کربازید به عنوان عامل کمپلکس دهنده برای اندازه‌گیری یون دی‌کرومات به کار برده شد. در اثر ورود دی‌کرومات به ساختار فیلم پلیمری، کمپلکس قرمز- بنفش کروم (III) – 1و5 دی فنیل کربازون تشکیل می‌شود. پس از تزریق نمونه‌ها روی یک پلیت شیشه‌ای، پلیت به وسیله اسکنر با قدرت تفکیک مناسب اسکن و تصویر مربوطه به برنامه آنالیز رنگ منتقل می‌شود و در محیط ویژوال بیسیک توسط الگوریتم‌های مختلف به پارامترهای سازنده تجزیه می‌شود. پارامترهای مختلفی مانند غلظت دی فنیل کربازید،pH ، زمان پاسخگویی و … بررسی گردید و در نهایت منحنی کالیبراسیون با شیب مناسب رسم شد. در شرایط بهینه دامنه خطی روش معادلppm  50- 5/0 به دست آمد. برای تمام غلظت‌ها در دامنه خطی، میزان انحراف استاندارد نسبی کمتر از 5% و میزان حد تشخیص برای هر پارامتر رنگی معادلppm  2/0 به دست آمد. دی‌کرومات در نمونه‌های حقیقی آب معدنی مختلف اندازه‌گیری شد و همچنین حضور مزاحم‌ها بررسی گردید.