Polimerik kaliksarenler kullanılarak sulu ortamdaki bazı aromatik kirliliklerin kuartz kristal mikrobalans (QCM) sisteminde tespit edilmesi

Bu çalışmada, kaliks[4]aren türevi bağlı Merrifield reçinesi ile kaplı QCM sensörlerin su kirliliğine neden olan farklı yapıdaki aromatik bileşik türlerinden fenollerin sulu ortamda algılama özelliklerinin incelenmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla, öncelikle kaliks[4]aren molekülünün üç boyutlu yapısı kullanılarak farklı aromatik kirleticilerin algılanması için algılayıcı moleküller tasarlanmıştır. Kaliks[4]aren yapısının üst kısmı kullanılarak farklı fonksiyonel gruplar ile türevlendirilmiştir. Elde edilen türevlerin kaliks[4]aren türevlerinin (3, 4 ve 5) yapıları 1H-NMR spektroskopisi ve FT-IR spektroskopisi yöntemleri ile aydınlatılmıştır. Elde edilen kaliks[4]aren türevlerinin alt kısmında bulunan hidroksil gruplarının, benzil klorür grubu içeren Merrifield reçinesi ile reaksiyonu sonucunda polimerik haldeki kaliks[4]aren-Merrifield polimerik yapıları (MER-3, MER-4 ve MER-5) elde edilmiş ve polimerlerin yapılarının karakterizasyonu FT-IR spektroskopisi ile gerçekleştirilmiştir. Hazırlanan monomerik ve polimerik yapıların çözeltileri hazırlandıktan sonra QCM kristalleri üzerine çözeltide bekletme yöntemi kullanılarak ince film tabakaları oluşturulmuştur. Böylece hazırlanan kaliks[4]aren türevi bağlı Merrifield reçinesi ile kaplı QCM sensörlerin sulu ortamda farklı aromatik kirleticilere (fenol (FEN, rezorsinol (REZ), parasetamol (PAR), p-nitrofenol (PNF) ve p-klorofenol (PKF)) karşı algılama özellikleri incelenmiştir. Farklı pH değerlerinde farklı yapıda olan fenolik kirleticilerin özelliklerini incelemek için analit çözeltileri pH 2-6-10 değerlerinde hazırlanmış ve algılama çalışmalarında kullanılmıştır. Hem monomerik hem de polimerik kaliks[4]aren türevleri QCM sensör yüzeyine kaplanmış ve böylece elde edilen yeni QCM sensörlerin farklı aromatik kirleticilere karşı frekans değişimi değerleri farklı pH koşullarında incelenmiştir. Monomerik kaliks[4]aren 3 türevi için elde edilen sonuçlara göre en yüksek algılama değerlerinin pH 10'da gerçekleştiği görülmüştür. Bazik ortamda fenol ve türevlerinin proton kaybetmesi sonucunda oluşan fenolat anyonik yapısına dönüşmesi ile algılamanın yükseldiği, nitro ve amit gibi elektron çekici grupların varlığında ise algılamanın düştüğü görülmüştür. Polimerik kaliks[4]aren türevi içeren Merrifield reçinesi kaplı QCM sonuçlarında ise, monomerik yapı ile uyumluluk gösterdiği ancak bağlanan kaliksaren miktarının az olması ile de frekans değişiminin düştüğü görülmüştür. Elde edilen sonuçlara göre, hazırlanan monomerik ve polimerik yapıdaki kaliks[4]aren türevleri kaplı QCM sensörler arasında kaliks[4]aren türevi 4 bağlı Merrifield reçinesi (MER-4) kaplı QCM sensörün sulu ortamda farklı fenolik aromatik kirleticilerden FEN'e karşı en iyi algılama özelliği gösterdiği belirlenmiştir. Bunun üzerine MER-4 kaplı QCM sensörün farklı FEN konsatrasyonlarında algılama çalışmaları gerçekleştirilerek adsorpsiyon izoterm parametreleri belirlenmiştir. Geliştirilen sensörün LOD değeri 0,0006 M olarak hesaplanmıştır.