การเตรียมผ้าฝ้ายที่เคลือบด้วยพอลิเมอร์ลอกแบบโมเลกุล/คาร์บอนดอท และการประยุกต์เพื่อตรวจวัดสาร โนนิลฟีนอลในตัวอย่างสิ่งแวดล้อม
Preparation of Cotton Fabrics Coated with Molecularly Imprinted Polymers/Carbon Dots and Application for Nonylphenol Detection in Environmental Samples
Keywords:
คาร์บอนดอท , ผ้าฝ้าย , ฟลูออเรสเซนซ์ , พอลิเมอร์ลอกแบบโมเลกุล , โนนิลฟีนอล, carbon dots , cotton fabrics , fluorescence, molecularly imprinted polymers , nonylphenolAbstract
ในงานวิจัยนี้ได้ทำการเตรียมพอลิเมอร์ลอกแบบโมเลกุล/คาร์บอนดอท (MIP/CDs) สำหรับการตรวจวัดสารโนนิลฟีนอล (NP) ในระบบสารละลายและบนผ้าฝ้ายที่ปรับสภาพด้วยเตตระเดซิลไตรเมทิลแอมโมเนียม โบรไมด์ (CF) ทำการสังเคราะห์ MIP/CDs ในสภาวะที่มีสาร NP ซึ่งเป็นแม่แบบ ใช้ 3-อะมิโนโพรพิลไตรเอทอกซีไซเลน (APTES) เป็นมอนอเมอร์ และ เตตระเอทอกซีไซเลน (TEOS) เป็นตัวเชื่อม ภายหลังที่มีการกำจัดโมเลกุลแม่แบบเดิมออกทำให้ได้ผ้าฝ้ายที่เคลือบด้วย MIP/CDs (CF-MIP/CDs) ที่แสดงสมบัติการคายแสงฟลูออเรสเซนซ์ที่แรงและมีความจำเพาะเจาะจงสูง ทำการศึกษาลักษณะทางสัณฐานวิทยาของ CF-MIP/CDs ด้วยเครื่อง FTIR, SEM และ EDS ตามลำดับ อธิบายพฤติกรรมการดูดซับของ CFMIP/CDs ได้โดยใช้แบบจำลองไอโซเทอร์มการดูดซับของฟรุนดลิชและแบบจำลองจลนศาสตร์อันดับหนึ่งเทียม ค่าความสามารถในการดูดซับสูงสุดของ CF- MIP/CDs เท่ากับ 1111 mg/g และการดูดซับเข้าสู่สมดุลประมาณ 10 นาที ทำการศึกษาการตอบสนองต่อฟลูออเรสเซนซ์สำหรับสาร NP ในเบื้องต้นด้วยสมาร์ทโฟนและโปรแกรม ImageJ สำหรับการวัด Gray intensity วิธีที่นำเสนอประสบความสำเร็จในการนำไปใช้ในการตรวจวัดสาร NP ในตัวอย่างดิน ด้วยร้อยละการได้กลับคืนมา 99.2-101.2% และค่าเบี่ยงเบนมาตรฐานสัมพัทธ์ 0.52-14.6% แสดงให้เห็นถึงการนำไปใช้ได้อย่างดีเยี่ยมในการ วิเคราะห์ตัวอย่างทางสิ่งแวดล้อม In this research molecularly imprinted polymers/carbon dots (MIP/CDs) for nonylphenol (NP) detection were prepared in solutionsystem and on tetradecyltrimethylammonium bromide modified cotton fabrics (CF). The MIP/CDs weresynthesized in the presence of NP as a template, using 3-aminopropyltriethoxysilane (APTES) as a functional monomer and tetraethoxysilane (TEOS) as a crosslinker. After removal of original template molecules, the cotton fabrics coated with MIP/CDs (CF-MIP/CDs) exhibited strong fluorescent property and high selectivity. The morphological characteristics of the CF-MIP/CDs were investigated using FTIR, SEM and EDS, respectively. The adsorption behavior of the CF-MIP/CDs was described using Freundlich adsorption isotherm and pseudo-first order kinetic models. The maximum adsorption capacity of the CF-MIP/CDs was 1111 mg/g and the adsorption equilibrium could be achieved about 10 min. The fluorescent response for NP was preliminarily investigated with smartphoneand ImageJ program for Gray intensity measurement. The proposed method was successfully applied for the detection of NP in soil samples with the recoveries from 99.2-101.2% and the relative standard deviation from 0.52-14.6%, showing promising potential application in environmental sample analysis.References
Deng, Z.H., Li, N., Jiang, H.L., Lin, J.M., & Zhao, R.S. (2019). Pretreatment techniques and analytical methods for phenolic endocrine disrupting chemicals in food and environmental samples. Trends in Analytical Chemistry, 119, 115592.
Gaviria-Arroyave, M.I., Cano, J.B., & Peñuela, G.A. (2020). Nanomaterial-based fluorescent biosensors for monitoring environmental pollutant: A critical review. Talanta Open, 2, 100006.
Llorca-Pórcel, J., Martínez-Parreño, M., Martínez-Soriano, E., & Valor, I. (2009). Analysis of chlorophenols, bisphenol-A, 4-tert-octylphenol and 4-nonylphenols in soil by means of ultrasonic solvent extraction and stir bar sorptive extraction with in situ derivatization. Journal of Chromatography A, 1216, 5955-5961.
Núñez, L., Turiel, E., & Tadeo, J.L. (2007). Determination of nonylphenol and nonylphenol ethoxylates in environmental solid samples by ultrasonic-assisted extraction and high performance liquid chromatography-fluorescence detection. Journal of Chromatography A, 1146, 157-163.
Qin, L., Liu, W.F., Liu, X.G., Yang, Y.Z., & Zhang, L.A. (2020). A review of nano-carbon based molecularly imprinted polymer adsorbents and their adsorption mechanism. New Carbon Materials, 35(5), 459-485.
Singh, M., Singh, S., Singh, S.P., & Patel, S.S. (2020). Recent advancement of carbon nanomaterials engrained molecular imprinted polymer for environmental matrix. Trends in Environmental Analytical Chemistry, 27, e00092.
Soares, A., Guieysse, B., Jefferson, B., Cartmell, E., & Lester, J.N. (2008). Nonylphenol in the environment: A critical review on occurrence, fate, toxicity and treatment in wastewaters. Environment International, 34(7) 1033-1049.
Wang, D., Lou, J., Yuan, J., Xu, J., Zhu, R., Wang, Q., & Fan, X. (2021). Laccase immobilization on core-shell magnetic metal-organic framework microspheres for alkylphenol ethoxylate compound removal. Journal of Environmental Chemical Engineering, 9(1), 105000.
Xiao, Q., Yuanqian, L., Ouyang, H., Xu, P., Wu, D. (2006). High-performance liquid chromatographic analysis of bisphenol A and nonylphenol in serum, liver and testis tissues after oral administration to rats and its application to toxicokinetic study. Journal of Chromatography B, 830, 322-329.
Ying, G.C., Williams, B., & Kookana, R. (2002). Environmental fate of alkylphenol and alkylphenol ethoxylates-a review. Environment International, 28(3), 215-226.
Zhang, Q.M., Wang, F.F., Xue, C., Wang, C., Chi, S., & Zhang, J. (2016). Comparative toxicity of nonylphenol, nonylphenol-4-ethoxylate and nonylphenol-10-ethoxylate to wheat seedlings (Triticum aestivum L.). Ecotoxicology and Environmental Safety, 131, 7-13.
