Изобретение относится к аналитической химии органических соединений и может быть применено для определения концентрации паров анилина в газовых выбросах и рабочей зоне промышленных предприятий.
Известен способ фотометрического определения анилина в воздухе [Павловская Г.С., Овечкин В.Г. Методические указания на определение вредных веществ в воздухе. - М.: ЦРИА "Морфлот". - 1981. - С. 86-88].
Недостатками известного способа являются необходимость отбора и концентрирования пробы, длительность анализа и низкая селективность.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату (прототип) является способ определения анилина в воздухе методом пьезокварцевого микровзвешивания с предварительной модификацией электродов резонатора (наносят его в виде ацетонового раствора на электроды пьезокварцевого резонатора с последующим просушиванием) [Rajakovic Lj., Cavic В. Moducnost primene akusticnih senzora za detekciju eksploziva i njihovih komponenti // Naucno-Tehnicki Pregled. -1992. -V. 17, N 2.- P. 3-71].
Недостатком способа является многовариантность зависимости отклика резонатора от внешних факторов.
Задачей изобретения является определение анилина в воздухе рабочей зоны, снижение пределов обнаружения, продолжительности анализа, повышения точности и селективности определения.
Поставленная задача достигается тем, что в предлагаемом способе определения концентрации паров анилина в воздухе рабочей зоны, включающем модифицирование электродов резонатора сорбентом с последующим высушиванием, пропускание анализируемого воздуха через резонатор, регистрацию аналитического сигнала и регенерацию сенсора, новым является то, что в качестве модификаторов электродов сенсора применяют толуольные растворы полистирола (ПС) и триалкиламиноксида (ТОАО) или триалкилфосфиноксида (ТОФО), нанесенные послойно общей массой 5-7 мкг и при равном массовом соотношении в пленке.
Предлагаемый способ дает возможность определять анилин в воздухе рабочей зоны, снизить пределы обнаружения, продолжительность анализа, повысить точность и селективность определения.
Положительный эффект по предлагаемому способу достигается за счет совокупности создания двухслойного модификатора из толуольных растворов ПС и ТОАО (ТОФО) и условий сорбции (масса модификатора, соотношение компонентов в пленке). Дополнительным фактором, способствующим достижению положительного эффекта по предлагаемому способу, является собственная частота вибрации кварца 10 МГц.
Способ заключается в том, что пробу воздуха, содержащую пары анилина и сопутствующих компонентов (бензол, толуол, толуидины), пропускают через ячейку детектирования с закрепленным резонатором, электроды которого предварительно модифицируют и сушат. В результате селективной адсорбции анилина на модификаторе в течение 5 мин происходит изменение собственной частоты вибрации резонатора ΔF, которое является аналитическим сигналом и связано с концентрацией анилина в анализируемой пробе воздуха, которую находят по градуировочному графику.
Пример 1.
I этап. Модификация электродов.
На обе стороны пьезокварцевого резонатора АТ-среза с собственной частотой вибрации 10 МГц микрошприцем наносят 1,0-1,6 мкл толуольного раствора ПС с концентрацией 1 мкг/мкл. Пленку сушат в сушильном шкафу 10 мин при температуре 100oC. Сверху полистирольной пленки наносят 2-3 мкл толуольного раствора ТОАО или 3-4 мкл раствора ТОФО с концентрацией 1 мкг/мкл; пленки сушат в сушильном шкафу при температуре 55oC в течение 1-1,5 ч. В результате такой обработки резонатора масса пленки модификатора составляет 5-7 мкг при равном соотношении масс ПС:ТОАО (ТОФО). Резонаторы охлаждают до температуры анализа в эксикаторе над слоем осушителя.
II этап. Анализ пробы.
После закрепления резонатора через ячейку детектирования продувают чистый воздух до постоянного сигнала резонатора с модификатором Fпленки (3-5 мин). Далее возможно проведение анализа в статическом или динамическом режимах сорбции.
В динамическом режиме сорбции через ячейку детектирования продувают воздух, содержащий анилин (анализируемая проба) со скоростью 0,1-0,2 дм3/мин в течение 5 мин (при этом фиксируют частоту F5 сорбции). По разности (Fпленки-F
В статических условиях резонатор помещают в газоотборную ячейку вместимостью 1 дм3, измеряют нулевой сигнал резонатора с пленкой модификатора. В ячейку вдувают анализируемую пробу. Через 10 мин регистрируют частоту вибрации резонатора. Далее обрабатывают информацию аналогично анализу в динамических условиях. Регенерация модификаторов электродов проводится в сушильном шкафу 10 мин при температуре 35-40oC или в эксикаторе в течение 1 ч.
Продолжительность анализа, включая модификацию электродов и регенерацию сорбента, составляет 1,5-2 ч; при повторном использовании (только сорбция анилина и регенерация поверхности модификатора) - 25 мин. Амортизационная стойкость пленки составляет 10 анализов в непрерывном режиме.
Метрологические характеристики способа представлены в табл. 1.
Аналитический сигнал с указанным модификатором по отношению к анилину достигает 7000 Гц.
Пример 2.
На обе стороны электрода резонатора с собственной частотой вибрации кварца 10 МГц наносят ацетоновые растворы ПС и оксидов. Далее анализируют, как указано в примере 1. Способ осуществим.
Метрологические характеристики способа представлены в табл. 1.
Аналитический сигнал с указанным модификатором по отношению к анилину достигает 5900 Гц.
Пример 3.
На обе стороны пьезорезонатора АТ-среза с собственной частотой вибрации кварца 10 МГц наносят послойно толуольные растворы ПС и оксида, соотношение масс ПС:ТОАО (ТОФО) в пленке составляет 3:1. Далее анализируют, как указано в примере 1. Способ осуществим.
Метрологические характеристики способа представлены в табл. 1.
Аналитический сигнал с указанным модификатором по отношению к анилину достигает 4100 Гц.
Пример 4.
На обе стороны пьезорезонатора АТ-среза с собственной частотой вибрации кварца 10 МГц наносят послойно толуольные растворы ПС и оксида, соотношение масс ПС:ТОАО (ТОФО) в пленке составляет 1:3. Далее анализируют, как указано в примере 1, Способ осуществим.
Метрологические характеристики способа представлены в табл. 1.
Аналитический сигнал с указанным модификатором по отношению к анилину достигает 4643 Гц.
Пример 5.
На обе стороны пьезорезонатора АТ-среза с собственной частотой вибрации кварца 10 МГц наносят послойно толуольные растворы ПС и оксида, соотношение масс ПС:ТОАО (ТОФО) в пленке составляет 1:1. Масса пленки модификатора после высыхания составляет 4 мкг. Далее анализируют, как указано в примере 1. Способ осуществим.
Метрологические характеристики способа представлены в табл. 1.
Аналитический сигнал с указанным модификатором по отношению к анилину достигает 3800 Гц.
Пример 6.
На обе стороны пьезорезонатора АТ-среза с собственной частотой вибрации кварца 10 МГц наносят послойно толуольные растворы ПС и оксида, соотношение масс ПС:ТОАО (ТОФО) в пленке составляет 1:1. Масса пленки модификатора после высыхания составляет 8 мкг. Далее анализируют, как указано в примере 1. Способ осуществим.
Метрологические характеристики способа представлены в табл. 1.
Аналитический сигнал с указанным модификатором по отношению к анилину достигает 5620 Гц.
Пример 7.
На обе стороны пьезорезонатора АТ-среза с собственной частотой вибрации кварца 10 МГц наносят послойно толуольные растворы оксида и ПС, соотношение масс ТОАО (ТОФО):ПС в пленке составляет 3:1. Далее анализируют, как указано в примере 1. Способ осуществим.
Метрологические характеристики способа представлены в табл. 1.
Аналитический сигнал с указанным модификатором по отношению к анилину достигает 4000 Гц.
Пример 8.
На обе стороны пьезорезонатора АТ-среза с собственной частотой вибрации кварца 10 МГц наносят послойно толуольные растворы оксида и ПС, соотношение масс ПС:ТОАО (ТОФО) в пленке составляет 3:1. Далее анализируют, как указано в примере 1. Способ осуществим.
Метрологические характеристики способа представлены в табл. 1.
Аналитический сигнал с указанным модификатором по отношению к анилину достигает 3200 Гц.
Пример 9.
На обе стороны пьезорезонатора АТ-среза с собственной частотой вибрации кварца 10 МГц наносят послойно толуольные растворы оксида и ПС, соотношение масс ТОАО (ТОФО): ПС в пленке составляет 1:1. Далее анализируют, как указано в примере 1. Способ осуществим.
Метрологические характеристики способа представлены в табл. 1.
Аналитический сигнал с указанным модификатором по отношению к анилину достигает 4100 Гц.
Пример 10.
На обе стороны пьезорезонатора АТ-среза с собственной частотой вибрации кварца 10 МГц наносят послойно толуольные растворы оксида и другого полимера, например полиэтиленгликоля ПЭГ-5000, соотношение масс ПЭГ:ТОАО (ТОФО) в пленке составляет 1:1. Далее анализируют, как указано в примере 1. Способ неосуществим.
Метрологические характеристики способа представлены в табл. 1.
Аналитический сигнал с указанным модификатором по отношению к анилину достигает 5620 Гц.
Пример 11.
На обе стороны пьезорезонатора АТ-среза с собственной частотой вибрации кварца 10 МГц наносят послойно толуольные растворы ПС и другого активного к анилину сорбента полиэтиленгликоля-сукцината (ПЭГС), соотношение масс ПС:ПЭГС в пленке составляет 1: 1. Далее анализируют, как указано в примере 1. Способ осуществим.
Метрологические характеристики способа представлены в табл. 1.
Аналитический сигнал с указанным модификатором по отношению к анилину достигает 1800 Гц.
Пример 12.
На обе стороны пьезорезонатора АТ-среза с собственной частотой вибрации кварца 10 МГц наносят толуольный раствор ПС, масса пленки модификатора после высыхания 5-7 мкг. Далее анализируют, как указано в примере 1. Способ неосуществим.
Метрологические характеристики способа представлены в табл. 1.
Аналитический сигнал с указанным модификатором по отношению к анилину достигает 4100 Гц.
Пример 13.
На обе стороны пьезорезонатора АТ-среза с собственной частотой вибрации кварца 10 МГц наносят голуольный раствор ТОАО или ТОФО. Далее анализируют, как указано в примере 1. Способ неосуществим.
Метрологические характеристики способа представлены в табл. 1.
Аналитический сигнал с указанным модификатором по отношению к анилину достигает 5620 Гц.
Результаты представлены в табл. 1 и 2.
Из примеров 1-13 и табл. 1, 2 видно, что решение поставленной задачи достигается тем, что в качестве модификатора электродов резонатора используют толуольные (примеры 1, 3-13) растворы полистирола и оксидов с послойным формированием пленки сорбента (примеры 1-11) массой 5-7 мкг (примеры 1-4, 7-11) и равным соотношением компонентов по массе (примеры 1, 5, 6, 9, 11). При уменьшении (пример 5) или увеличении (пример 6) массы пленки модификатора и соотношении ПС и оксидов (примеры 3, 4) чувствительность (S•10-7 Гц•дм3/моль) определения и время регенерации сорбента возрастают.
При нанесении только одного сорбента (примеры 12, 13) или изменении порядка нанесения сорбентов (примеры 7-9) снижается чувствительность определения анилина и возникают трудности с надежностью отклика резонатора.
При модификации электродов резонатора нетолуольными (например, ацетоновыми) растворами сорбентов (пример 2) и замене ПС, оксидов другими, аналогичными по природе сорбентами (примеры 10, 11), значительно снижается чувствительность резонатора, точность анализа и амортизационная стойкость модификатора.
На чертеже показана гистограмма чувствительности пленки модификатора к определенным веществам.
Определению анилина по предлагаемому способу не мешают сопутствующие компоненты (см. чертеж). Наибольшую чувствительность изученный модификатор проявляет по отношению к анилину, несколько меньшую к бензальдегиду и м-толуидину и вовсе не проявляет к о- и п-толуидинам.
По сравнению с прототипом предлагаемый способ определения анилина в воздухе рабочей зоны позволяет:
1) снизить пределы обнаружения анилина на 0,5 мг/м3 в воздухе рабочей зоны, соответствующие ПДК;
2) сократить продолжительность полного анализа в 2 раза, при повторном определении на сформированном сорбенте - в 3-3,5 раза;
3) ошибка определения снижается на 5-10%;
4) чувствительность сенсора к анилину возрастает в 2 раза;
5) значительно возрастает селективность определения.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
СПОСОБ РАЗДЕЛЬНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ НИТРОАНИЛИНОВ В ВОЗДУШНОЙ СМЕСИ С АНИЛИНОМ | 2001 |
|
RU2190843C1 |
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ПАРОВ ТОЛУИДИНОВ В ВОЗДУХЕ РАБОЧЕЙ ЗОНЫ И НАСЕЛЕННЫХ МЕСТ | 2000 |
|
RU2175130C1 |
СПОСОБ СЕЛЕКТИВНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТОЛУИДИНОВ В ГАЗОВЫХ СМЕСЯХ | 2001 |
|
RU2181884C1 |
СПОСОБ РАЗДЕЛЬНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ НИТРОАНИЛИНОВ В ВОЗДУШНОЙ СМЕСИ С ТОЛУИДИНАМИ | 2001 |
|
RU2190211C1 |
СПОСОБ СОЗДАНИЯ МОДИФИКАТОРА ЭЛЕКТРОДОВ ПЬЕЗОКВАРЦЕВОГО РЕЗОНАТОРА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРОВ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ В ВОЗДУХЕ | 2000 |
|
RU2163374C1 |
СПОСОБ РАЗДЕЛЬНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФЕНОЛА И ДРУГИХ АРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ | 2001 |
|
RU2196983C1 |
СПОСОБ РАЗДЕЛЬНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ АЦЕТОНА И ЭТИЛАЦЕТАТА В ВОЗДУХЕ | 2002 |
|
RU2204126C1 |
СПОСОБ РАСПОЗНАВАНИЯ ИСКУССТВЕННОГО И НАТУРАЛЬНОГО АПЕЛЬСИНОВОГО АРОМАТА В СОКАХ И НАПИТКАХ | 2004 |
|
RU2267780C1 |
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИЭТИЛАМИНА В ВОЗДУХЕ НАСЕЛЕННЫХ МЕСТ | 2000 |
|
RU2179720C1 |
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФЕНОЛА В ВОЗДУХЕ | 1996 |
|
RU2117285C1 |
Изобретение относится к аналитической химии органических соединений и может быть применено при определении концентрации паров анилина в газовых выбросах промышленных предприятий. В предлагаемом способе определения концентрации паров анилина в воздухе рабочей зоны, включающем модифицирование электродов резонатора сорбентом с последующим высушиванием, пропусканием анализируемого воздуха через резонатор, регистрацию аналитического сигнала и регенерацию сенсора, в качестве модификаторов электродов сенсора применяют толуольные растворы полистирола (ПС) и триалкиламиноксида (ТОАО) или триалкилфосфиноксида (ТОФО), нанесенные послойной общей массой 5-7 мкг и при равном массовом соотношении в пленке. Предложенный способ определения анилина в воздухе рабочей зоны позволяет: 1) снизить пределы обнаружения на 0,5 мг/м3; 2) сократить продолжительность полного анализа в 2 раза, при повторном определении на сформированном сорбенте - в 3-3,5 раза; 3) ошибка определения снижается на 5-10%; 4) чувствительность сенсора к анилину возрастает в 2 раза; 5) значительно возрастает селективность определения. 2 табл., 1 ил.
Способ определения концентрации паров анилина в воздухе рабочей зоны, включающем модифицирование электродов резонатора сорбентом с последующим высушиванием, пропускание анализируемого воздуха через резонатор, регистрацию аналитического сигнала и регенерацию сенсора, отличающийся тем, что в качестве модификаторов электродов сенсора применяют толуольные растворы полистирола и триалкиламиноксида или триалкилфосфиноксида, нанесенные послойно общей массой 5 - 7 мкг и при равном массовом соотношении в пленке.
Rajakovic Lj., Cavic B., Moducnost primene akusticnih senzora za detekciju ekspioziva i njihovih komponenti//Naucno-Tehnicki Pregled | |||
Пуговица для прикрепления ее к материи без пришивки | 1921 |
|
SU1992A1 |
JP 57106857 A, 02.07.1982 | |||
JP 55024631 A, 21.02.1980 | |||
US 4128582 A, 05.12.1978 | |||
ПЕРЕГУД Е.А., БЫХОВСКАЯ М.С., ГЕРНЕТ Е.В | |||
Быстрые методы определения вредных веществ в воздухе | |||
- М.: Химия, 1970, с.188-194. |
Авторы
Даты
2000-08-27—Публикация
1999-12-06—Подача