Publication: Development and optimization of organic-based chemosensor for cation and anion recognition in aqueous medium
dc.contributor.affiliation | #PLACEHOLDER_PARENT_METADATA_VALUE# | en_US |
dc.contributor.author | Nurul Amirah Baharu | en_US |
dc.contributor.supervisor | Erna Normaya Abdullah, Ph.D | en_US |
dc.contributor.supervisor | Mohammad Norazmi Ahmad, Ph.D | en_US |
dc.date.accessioned | 2024-10-09T07:47:52Z | |
dc.date.available | 2024-10-09T07:47:52Z | |
dc.date.issued | 2021 | |
dc.description.abstract | Heavy metal toxicity has proven to be a major threat and exhibit a several health risks associated with it. The use of thiosemicarbazone has recently gained interest as potential receptors regarding to the ease of synthetic approach and possess to active chelating sites. Chemosensor is an alternative devices and developed by organic-based that have the ability to recognize metal ion or anion in aqueous medium by displaying colour change upon detection of targeted ion. Therefore, in this research study, we have developed four organic-based chemosensor namely 2-acetylpyrrole thiosemicarbazone (AP1) and 3-acetylpyridine 2-hydroxylphenyl thiosemicarbazone (AP4) for Cu2+ recognition meanwhile 3-acetylpyridine thiosemicarbazone (AP2) and 4-aminoacetophenone thiosemicarbazone (AP3) for IO3- recognition, respectively. All the chemosensors were favourable to DMSO solvent where they showed the strong interaction binding in solvent-ligand interaction. The results showed that AP1 produced high absorbance in 5:5 ratio with co-solvent, AP4 in 8:2 ratio while AP2 and AP3 shared the same ratio which is 9:1 ratio. Both ligands AP1 and AP4 were good making interaction in pH 7 neutral while AP2 and AP3 were optimum in pH 11 alkali. Interference analysis indicate that chemosensor AP1 - AP4 did not involve in any interference from other tested metal ions and anions. The interaction of all the ligand complex had clearly observed on its respected wavelength and the colour for all ligand complex were also successfully changed upon the recognition of metal ion and anion. The experimental data had identified the AP1 chemosensor coordinates Cu2+ ion in 1:1 stoichiometry, while AP4 is in 2:1 stoichiometry. In other hand, AP2 and AP3 coordinates IO3- showed the 2:1 stoichiometry for both chemosensor. Using computational study of COSMO-RS, it showed the compatibility of AP1 - AP4 with the solvent DMSO through hydrogen bonding interaction. The DFT study and calculations were conducted to analyse the stability of the formation of energy complex and their stability. The application of the chemosensor AP1-AP4 towards environmental samples, which were distilled water, tap water and lake water were successfully showed the positive results in recognition of Cu2+ and IO3- ion. In this study, the detection limit of chemosensor AP1 was determined at 41.8 µM and at 67.9 µM for AP4. Moreover, the detection limit of AP2 and AP3 chemosensor were determined at 114 µM and 788 µM, respectively. Thus, all respective thiosemicarbazone-based chemosensor were successfully able to make a recognition for aqueous Cu2+ and IO3- ions as they can served as affordable, portable, convenient and can used as off-site device. | en_US |
dc.description.abstractarabic | تشكل سمية المعادن الثقيلة تهديدا كبيرا لدورها في العديد من المخاطر الصحية. شاع استخدام الثيوسيميكاربزون مؤخرا كمستقبلات واعدة وذلك لسهولة الطريقة الاصطناعية واحتوائها على مواقع ممخلبة نشطة. المستشعرات الكيميائية هي أدوات بديلة مطورة عضويا له القدرة على التعرف على الأيونات المعدنية أو الأنيونات في وسط مائي عن طريق عرض تغيرات في اللون عند اكتشاف الأيونات المستهدفة. تم في هذه البحث تطوير أربعة مستشعرات كيميائية عضوية وهي: 2-أسيتيلبيرول ثيوسيميكابازون (AP1) و 3-أسيتيلبيريدين 2-هيدروكسيلفينيل ثيوسيميكابازون (AP4) لاستشعار Cu2+، و 3-أسيتيلبيريدين ثيوسيميكابازون (AP2) و 4-أمينو أسيتوفينون ثيوسيميكابازون (AP3) لاستشعار IO3-. فضلت جميع المستشعرات مذيب الـ DMSO حيث أظهرت ارتباطات تفاعل قوية في تفاعلات المذيب والرابط. أظهرت النتائج أن AP1 قد أنتج نسبة امتصاص عالية بنسبة 5:5 مع المذيب المشترك، وكان AP4 بنسبة 8:2 بينما كان لـ AP2 و AP3 نفس النسبة وهي نسبة 9:1. كانت لدى كلا الرابطتين AP1 و AP4 تفاعلا جيدا في درجة الحموضة 7 المحايدة، بينما AP2 و AP3 كانتا المثلى في درجة pH 11 القلوية. أشار تحليل التداخل إلى عدم إنتاج AP1-AP4 لأي تداخل للأيونات والأنيونات المعدنية المختبرة الأخرى. لوحظ تفاعل كل مركبات الرابطات بوضوح على طول موجته، وبالتالي تم أيضا تغير لون جميع مركبات الرابطات بنجاح حيث تم استشعار وجود أيون معدني أو أنيون. حددت البيانات التجريبية إحداثيات AP1 المستشعر الكيميائي لأيون Cu2+ في ستكيومترية 1:1، بينما كان AP4 في ستكيومترية 2:1، وأظهرت إحداثيات AP2 و AP3 لـ IO3- ستكيومترية 2:1 لكلاهما. أظهرت الدراسة الحسابية لـ COSMO-RS توافق AP1-AP4 مع الـ DMSO من خلال تفاعل ارتباط الهيدروجين. تم إجراء دراسة وحسابات الـ DFT لتحليل ثبات تكوين مجمع الطاقة واستقرارها. أظهر تطبيق AP1-AP4 على العينات البيئية (الماء المقطر، وماء الصنبور، وماء البحيرة) نتائج إيجابية في الكشف عن Cu2+ و IO3-. تم أيضا تحديد حد الاستشعار لـ AP1 عند 41.8 ميكرومتر، ولـ AP4 عند 67.9 ميكرومتر، ولـ AP2 عند 114 ميكرومتر، ولـ AP3 عند 788 ميكرومتر. وهكذا تمكنت جميع المستشعرات الكيميائية المعتمدة على الثيوسيميكابازون من الكشف بنجاح على أيونات Cu2+ و IO3- المائية، حيث تعتبر هذه المستشعرات الكيميائية رخيصة، ومحمولة، وسهلة الاستعمال، وبالامكان استخدامها كجهاز ميداني. | en_US |
dc.description.callnumber | t QD 77 N974D 2021 | en_US |
dc.description.identifier | Thesis : Development and optimization of organic-based chemosensor for cation and anion recognition in aqueous medium / by Nurul Amirah binti Baharu | en_US |
dc.description.identity | t11100328449NurulAmirahBintiBaharu | en_US |
dc.description.kulliyah | Kulliyyah of Science | en_US |
dc.description.nationality | Malaysian | en_US |
dc.description.notes | Thesis (MSBSC)--International Islamic University Malaysia, 2021. | en_US |
dc.description.physicaldescription | xxiii, 218 leaves : colour illustrations ; 30cm. | en_US |
dc.description.programme | Master of Science (Biosciences) | en_US |
dc.identifier.uri | https://studentrepo.iium.edu.my/handle/123456789/11439 | |
dc.language.iso | en | en_US |
dc.publisher | Kuantan, Pahang : Kulliyyah of Science, International Islamic University Malaysia, 2021 | en_US |
dc.subject.lcsh | Chemical tests and reagents | en_US |
dc.subject.lcsh | Thiosemicarbazones -- Derivatives | en_US |
dc.title | Development and optimization of organic-based chemosensor for cation and anion recognition in aqueous medium | en_US |
dc.type | Master Thesis | en_US |
dspace.entity.type | Publication |
Files
Original bundle
1 - 2 of 2
Loading...
- Name:
- t11100328449NurulAmirahBintiBaharu_24.pdf
- Size:
- 513.69 KB
- Format:
- Adobe Portable Document Format
- Description:
- 24 pages file
Loading...
- Name:
- t11100328449NurulAmirahBintiBaharu_SEC.pdf
- Size:
- 5.6 MB
- Format:
- Adobe Portable Document Format
- Description:
- Full text secured file
License bundle
1 - 1 of 1