Development of Mof Based Potentiometric Sensor for Determination of Rhodamine B

Abstract

Rodamin B (RB), son zamanlarda Avrupa ve Çin'den gelen gıdalarda olası yasa dışı katkı maddeleri olarak tanımlanan en eski ve en yaygın kullanılan sentetik boyalar arasındadır (Avrupa Gıda Güvenliği Otoritesi (EFSA), 2005). Su, metanol ve etanolde oldukça çözünür olan bazik, kırmızı, katyonik bir boya olan ksanten boyaları sınıfına aittir. RB, insanlar tarafından yutulması halinde zararlıdır. Ciltte, gözlerde ve solunum yollarında tahrişe neden olur. Deneysel olarak, insanlara ve hayvanlara karşı kanserojen, üreme ve gelişimsel toksisite, nörotoksisite ve kronik toksisiteye sahip olduğu gösterilmiştir (Jain vd., 2007). Yoğun rengi ve hazır bulunabilmesi nedeniyle RB, doğal rengi geliştirmek için gıda ürünlerine, özellikle kırmızıbiber baharatlarına yasa dışı bir şekilde eklenmiştir (Qi vd., 2014). Bu tezde, iyonofor olarak MOF yapılarından MIL-53 (Al) kullanılarak bir PVC membran Rodamin B seçici potansiyometrik sensör geliştirilmiştir. Optimum mebran bileşimi olarak %6 MIL-53 (Al), %68 DOS, %26 PVC bileşimi belirlenmiştir. Optimum membran bileşiminde hazırlanan sensör, pH'ı 4.5'e ayarlanan Rodamin B için 58 mV/ 10 kat konsantrasyon değişimi ve 5.0×10−7M tayin limiti ile 1.0×10−6M-1.0×10−2M konsantrasyon aralığında doğrusal bir cevap sergiledi. Sensörün pH çalışma aralığı 4.49-8.08 olarak belirlendi. Sensörün cevap süresi 5 saniyeden düşük olarak bulundu. Bu performans özellikleri, potansiyometrik Rodamin B seçici sensörün oldukça üstün özelliklere sahip olduğunu göstermiştir. Rodamin B seçici sensörün potansiyometrik uygulaması, çeşme suyu, atık su ve Van Gölü suyunda başarıyla gerçekleştirilmiştir.

Rhodamine B (RB), is among the oldest and most widely used synthetic dyes, recently identified as possible illegal additives in food from Europe and China (Avrupa Gıda Güvenliği Otoritesi (EFSA), 2005). It belongs to the class of xanthene dyes, a basic, red, cationic dye that is highly soluble in water, methanol and ethanol. RB is harmful if swallowed by humans. Causes skin, eyes and respiratory tract irritation. It has been shown experimentally to be carcinogenic, reproductive and developmental toxicity, neurotoxicity, and chronic toxicity to humans and animals (Jain vd., 2007). Because of its intense color and availability, RB has been illegally added to food products, particularly paprika seasonings, to enhance the natural color (Qi vd., 2014). In this thesis, a PVC membrane Rhodamine B selective potentiometric sensor was developed by using MIL-53 (Al) from MOF structures as an ionophore. 6% MIL-53 (Al), 68% DOS, 26% PVC composition was determined as the optimum membrane composition. The sensor prepared in the optimum membrane composition showed a linear response in the concentration range of 1.0×10−6M-1.0×10−2M with a slope of 58 mV/10-fold concentration change and a detection limit of 5.0×10−7M for Rhodamine B adjusted to pH 4.5. The pH operating range of the sensor was determined as 4.49-8.08. The response time of the sensor was less than 5 s. These performance characteristics have shown that the potentiometric Rhodamine B selective sensor has quite superior properties. The potentiometric application of the Rhodamine B selective sensor has been successfully performed in tap water, wastewater and Lake Van water.