Metal nanoparçacık modifiye iletken polimer film elektrotta voltammetrik hidrazin tayini

Hidrazin (N2H4) ve türevleri; yakıt pilleri, patlayıcılar, roket yakıtları, kitle silahlarını yok etme, korozyon inhibitörleri, emülgatörler, böcek ilaçları, katalizleyici ve bitki büyümesini düzenleyici olarak kimyasal ve farmasötik endüstrisinde ve tarım alanlarında geniş çaplı bir kullanım alanı bulmaktadır. Hidrazin yapısında karbon içermediği ve reaksiyon sonucunda CO ve CO2 gibi ürünler oluşturmadığı için sera etkisi yaratmaz. Son yıllarda elektrokimyasal yöntemlerle sentezlenen iletken polimelerler elektrot yüzeylerinde kullanılmaktadır. Ayrıca bu polimer yüzeylere modifiye edilen metal nano parçacık yüklü elektrotlar yoğun bir şekilde çalışılmaktadır. Çünkü nano boyutlarda maddenin fiziksel ve kimyasal özelliklerinin değiştirilmesi maddenin birim ve aktif yüzey alanının artmasına neden olur. Elektrokimyasal metodlarla daha saf metal nano parçacıklar elde edilebilir. Bu çalışmada hidrazinin yükseltgenmesini katalizleyen elektrokatalitik yüzeylerin oluşturulması yoluna gidilmiştir. Ayrıca hidrazin tayini için voltammetrik yöntem geliştirilmiştir. Camımsı karbon elektrot yüzeyine L-serin ve Alanin aminoasitleri elektrokimyasal olarak polimerleştirilmiş ve güçlü asidik koşullarda Pt ve Au nanoparçacıklar ile modifiye edilmiştir. Modifiye yüzeyler elektrokimyasal empedans spektroskopisi (EIS), taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve enerji dağılımlı X-ışınları spektroskopisi (EDX) yöntemleriyle karakterize edilmiştir. Daha sonra bu yüzeylerin hidrazinin yükseltgenmesine etkisi araştırıldı ve sonuçlar yalın camımsı karbon elektrotla karşılaştırıldı. Ptnano/poli(L-serin)/GCE yüzeyinde 1,0 mM hidrazinin yükseltgenme pik potansiyeli -395 mV'dadır, yani yalın elektroda göre 1196 mV, Aunano/poli(L-serin)/GCE elektrotta hidrazinin yükseltgenmesi +128 mV'da yani 673 mV negatif yönde kayma göstermiştir. Ptnano/poli(alanin)/GCE yüzeyinde hidrazinin yükseltgenme pik potansiyeli -185 mV'dadır yani yalın elektroda göre 986 mV, Aunano/poli(alanin)/GCE elektrotta hidrazinin yükseltgenmesi +289 mV'da yani 512 mV negatif yönde kayma göstermiştir. Bu sonuçlara göre en büyük potansiyel kayması Pt nanoparçacık modifiyeli poli(L-serin) ve poli(alanin) elektrotta meydana gelmiştir. Sonuç olarak Karaçay Nehri'nden alınan atık su örneğinde hidrazin tayini için yöntem geliştirilmiştir. Ptnano/poli(L-serin)/GCE yüzeyinde 1,0 mM hidrazin için lineer aralık 40 – 1000 μM (R2=0,9974) ve LOD değeri 10,0 μM ve Aunano/poli(L-serin)/GCE yüzeyinde lineer aralık 5 – 1000 μM (R2=0,9988) ve LOD değeri 2,0 μM'dır. Ptnano/poli(alanin)/GCE yüzeyinde lineer aralık 40 – 1000 μM (R2=0,9977) ve LOD değeri 15,0 μM ve Aunano/poli(alanin)/GCE yüzeyinde lineer aralık 60 – 1000 μM (R2=0,9998) ve LOD değeri 20,0 μM'dır. L-serin, alanin, Pt ve Au nanoparçacık modifiyeli elektrotlar iyi bir kararlılık, duyarlık, tekrarlanabilirlik ve seçicilik göstermiştir. Önerilen yöntem hidrazin tayini için pratik ve başarılı bir şekilde uygulanmıştır ve bu modifiye elektrotlar yakıt pilinde anot materyali olarak kullanılabileceklerdir.