انجمن مهندسی شیمی ایران مهندسی شیمی ایران 1735-5400 مقالات آماده انتشار 2025 10 18 Copper sensor based on silica nanoparticles functionalized with dendrimer polymer molecules حسگر مس بر پایه نانوذرات سیلیکا عامل‌دار شده با مولکول‌های دندریمر پلیمر 232432 10.22034/ijche.2025.532481.1529 FA مجید قهرمان افشار استادیار، گروه پژوهشی شیمی و فرایند، پژوهشگاه نیرو، تهران، ایران 0000-0002-6208-0654 مهرداد زرابادی پور گروه شیمی، دانشکده علوم، دانشگاه بین المللی امام خمینی (ره)، قزوین، ایران مجید سلیمانی گروه شیمی، دانشکده علوم، دانشگاه بین المللی امام خمینی (ره)، قزوین، ایران Journal Article 2025 07 03 In this study, silica nanoparticles are initially synthesized using the Stöber method. The synthesized nanoparticles are functionalized with cyanuric chloride and bis(3-aminopropyl) amine molecules and dendrimer molecules are formed. The synthesized nanostructure is applied as a copper ion recognition element in a carbon paste electrode. The presented sensor is applied to identify the amount of copper ions from aqueous solutions of cooling tower of thermal power plant. The structural, morphological and size of the synthesized particles are investigated using XRD, FTIR, FE-SEM, TEM, EDX, TGA and UV-Vis techniques. In order to optimize the performance of the copper ion monitoring sensor, the parameters including graphite, paraffin and detector composition are investigated. The optimum sensor response is achieved at 75% graphite, 20% paraffin and 5% nanostructure. The electrochemical behavior of copper ions is monitored by cyclic voltammetry and the oxidation peak is obtained in the 0.1 V for copper oxidation. The obtained sensor has a detection limit of 10-5 M and a linear range of 0.1-1 mM in the differential pulse voltametric method. The proposed sensor is capable of application in real complex samples such as cooling tower of power plants. The results of this method are in accordance with the atomic absorption reference method for cooling tower sample. The proposed method is able to measure copper ions in the cooling tower sample with very high accuracy and precision. در این پژوهش در ابتدا نانوذرات سیلیکا با بکارگیری روش اشتوبر سنتز شدند. نانوذرات سنتز شده با مولکول‌های سیانوریک کلرید و بیس(3-آمینوپروپیل)آمین عامل‌دار شده و مولکول‌های دندریمر تشکیل گردید. نانوساختار سنتز شده به عنوان عامل شناساگر یون مس در الکترود خمیر کربن به منظور شناسایی و تعیین مقدار یون مس از محلول‌های آبی نمونه های نیروگاهی مورد استفاده قرار گرفت. بررسی ساختاری، مورفولوژی و اندازه ذرات سنتزی با استفاده از روش‌های XRD، FTIR، FE-SEM، TEM، EDX، TGA و UV-Vis مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفت. به منظور بهینه سازی عملکرد حسگر پایش یون مس، مشخصه‌هایی نظیر درصد گرافیت، پارافین و عامل شناساگر مورد بررسی قرار گرفت. بهینه پاسخ حسگر پیشنهادی برای الکترود با درصد ترکیب اجزاء 75% گرافیت، 20% پارافین و 5% درصد نانوساختار حاصل گردید. رفتار الکتروشیمیایی یون مس با روش ولتامتری چرخه‌ای پایش گردید و پیک اکسیداسیون در ناحیه V 1/0 برای اکسیداسیون مس بدست آمد. حسگر بدست آمده دارای حد تشخیص M 5-10 و دامنه خطی mM 1-1/0 در روش ولتامتری پالس تفاضلی می باشد. حسگرپیشنهادی قابلیت پایش یون مس را در نمونه های پیچیده حقیقی نظیر آب برج خنک‌کن نیروگاه‌های حرارتی دارد. نتایج حاصل از این روش در نمونه حقیقی در تطابق با روش مرجع جذب اتمی می باشد. روش پیشنهادی قادر است یون مس را در نمونه آب چرخه خنک‌کن با دقت و صحت بسیار بالا سنجش کند. https://www.ijche.ir/article_232432_d8f4ce070d0bfd5fa7c4934496c687ee.pdf