Design, construction and optimization studies of a hydride generation laser-induced breakdown spectrometric system, (hg-libs), for the determination of toxic elements in aqueous samples
Sulu ortamlarda bulunan zehirli elementlerin tayini için bir hidrür oluşturmalı lazer plazma spektroskopisinin, (hg-lıbs), tasarım, kurulum ve optimizasyon çalışmaları
- Tez No: 387144
- Danışmanlar: PROF. DR. ŞERİFE HANIM YALÇIN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2013
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Bölümü
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmada arsenik, selenyum, kurşun, antimon, bizmut, germanyum, tellür ve kalay gibi zehirli ve çevresel önem taşıyan elementlerin tayini için bir Hidrür Oluşturmalı-Lazer Plazma Spektroskopi, (HG-LIBS), sisteminin tasarım, kurulum ve optimizasyon çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Sistem lazer kaynağı, hidrür oluşturma ünitesi, örnek/plazma hücresi ve detektörden oluşmaktadır. Hidrür oluşturma ünitesi, peristaltik pompa, gaz-sıvı ayırıcı ve membran kurutucu parçalarından oluşturulmuştur. LIBS emisyon sinyalini optimize etmek amacı ile lazer enerjisi, detektör zamanlama parametreleri gibi bazı enstrümental parametreler incelenmiştir. Bunun yanı sıra hidrür bileşiklerinin oluşumunu ve plazma hücresine etkin bir şekilde taşınmasını etkileyen asit ve indirgen derişimi ve hızı, taşıyıcı gaz çeşidi ve hızı, ön-indirgen/yükseltgen madde varlığı gibi bazı kimyasal koşullar da sistematik bir şekilde incelenmiştir. Optimum koşullar altında Sn, As, Sb, Pb ve Ge için kalibrasyon grafikleri oluşturulmuş ve gözlenebilirlik sınırları sırasıyla 0,2 mg L-1, 1,1 mg L-1, 1,0 mg L-1, 1,3 mg L-1 ve 0,2 mg L-1 olarak belirlenmiştir. Çalışılan koşullarda, Se ve Te elementlerinden HG-LIBS sinyali gözlenememiştir. Metodun gerçek sularda uygulanabilirliği referans nehir suyu, içme suyu ve çeşme suyu kullanılarak dışarıdan katım yöntemiyle test edilmiştir. Ayrıca, kalay ve germanyum hidrür plazmaların sıcaklık ve elektron yoğunluğu gibi bazı fiziksel parametreleri azot ve argon atmosferi altında irdelenmiştir. Germanyum plazmanın fiziksel parametrelerindeki değişim değişik oranlarda karıştırılan azot ve argon gazları varlığında irdelenmiş ve germanyum sinyalinin argon varlığında artış göstermesinin sebepleri tartışılmıştır. Bu tez çalışması ile HG-LIBS sisteminin çevresel öneme sahip toksik elementlerden doğan kirliliğin yerinde izlenmesi için taşınabilir LIBS sensörleri geliştirilmesine uygunluğu gösterilmiştir.
Özet (Çeviri)
In this thesis study, design, construction and optimization of a continuous flow hydride generation laser-induced breakdown spectroscopic system, HG-LIBS, for the determination toxic and environmentally important elements: arsenic, selenium, lead, antimony, tin, bismuth, germanium and tellurium, has been performed. The HG-LIBS system, which has been constructed from its commercially available components, consisted of four main parts: a laser source, a hydride generation unit, a sample/plasma cell and a detection unit. In order to maximize LIBS emission signal, some instrumental parameters such as laser energy and detector gating parameters were investigated. Some chemical parameters such as acid/reductant concentration and flow rate, carrier gas type and flow rate, presence of pre-reducing/oxidizing agent that effect hydride generation efficiency and transportation of hydrides were also studied. Under optimized conditions detection limits of 0.2 mg L-1, 1.1 mg L-1, 1.0 mg L-1, 1.3 mg L-1 and 0.2 mg L-1 were obtained for Sn, As, Sb, Pb and Ge, respectively. No analytical signal could be detected from Se and Te elements with the system developed. The applicability of the HG-LIBS system for the determination of As, Sb, Pb and Ge in aqueous environments has been tested on several real water samples including tap water, drinking water and reference river water standard. Temporal variation of electron temperature and electron density values for tin and germanium hydride plasma was determined under argon and nitrogen environment. Electron temperatures were calculated by making use of neutral atomic lines in Boltzmann equation. Plasma electron density was evaluated from the Stark-broadened line shapes of H? line at 656.3 nm. In order to investigate the main cause of increase in germanium signal under argon environment, physical plasma parameters were evaluated in argon and nitrogen gas mixtures. With this thesis study, the applicability of the HG-LIBS system for on-line monitoring of environmental pollutants has been shown.
Benzer Tezler
- Bilişim çağında mimarlık: Tasarım, yapım ve planlama alanlarında makine öğrenimi çalışmalarının bibliyometrik analizi
Architecture in the information age: A bibliometric analysis of machine learning studies in the fields of design, construction, and planning
HATİCE HAZAL EMSEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
MimarlıkAkdeniz ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HİLAL TUĞBA ÖRMECİOĞLU
- Design, analysis, simulation and optimization of a MEMS Lorentz force magnetic field sensor for biosensing of biowarfare agents
Biyolojik savaş ajanlarının tespit uygulamaları için Lorentz kuvveti temelli manyetik alan sensörünün tasarımı, analizi, simülasyon ve optimizasyonu
EMİNE RUMEYSA YILMAZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LEVENT TRABZON
- A decision model for customer order prioritization and facility layout design, a case study for structural steel production in construction industry
Müşteri siparişi önceliklendirilmesi ve tesis yerleşim tasarımı için karar modeli, inşaat sektöründe yapısal çelik üretimi için bir uygulama
BURCU NALBANTOĞLU
Doktora
İngilizce
2018
Endüstri ve Endüstri Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YUSUF İLKER TOPCU
- A methodology for energy optimization of buildings considering simultaneously building envelope HVAC and renewable system parameters
Binalarda yapı kabuğu, mekanik sistemler ve yenilenebilir enerji sistemleri parametrelerinin eş zamanlı enerji optimizasyonu için bir yöntem
MELTEM BAYRAKTAR
Doktora
İngilizce
2015
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞE ZERRİN YILMAZ
PROF. DR. MARCO PERINO
- İnşaat proje yönetimi bileşenlerinin optimizasyonunda değer yönetiminin uygulanabilirliği ve bir sistem önerisi
A value management application for the optimization of construction project management components and a system suggestion
İSMAİL HAKKI DEMİR
Doktora
Türkçe
2007
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EKREM MANİSALI