Способ определения кислорода в газах Советский патент 1990 года по МПК G01N21/64 

Изобретение относится к аналитической химии (области люминесцентного анализа неорганических веществ) и может быть использовано для определения микроколичеств кислорода в газах.

Цель изобретения - повышение чувствительности и селективности определения кислорода в диапазоне концентраций 0,17-440 мкг/л.

Если молекулы химически привиты, то их взаимодействие с матрицей (в данном случае с кремнеземом) приводит к образованию новой химической связи. Si-0-fci-(CH4),-ft(CH3)3Cl.

Триметилпропиламмоний хлорид можно сорбировать на кремнезем путем удаления растворителя, в котором растворено указанное соединение. Однако при обработке полученного сорбента раствором эозина триметилпропиламмоний хлорид десорбируется и поэтому цель изобретения не может быть достигнута.

Сорбция эозина на кремнеземе, содержащем химически привитые молекулы триметилпропиламмоний хлорида, сопровождается увеличением времени жизни триплетных молекул красителя, в результате чего скорость бимолекулярного процесса взаимодействия сорбированных молекул эозина и триплетных молекул кислорода возрастает, что приводит к увеличению чувствительности определения кислорода в диапазоне концентраций 0,17-440 мкг/л. Нижняя

граница концентрации кислорода является нижней границей определяемых концентраций кислорода данным способом. При концентрациях кислорода, больших ЙО мкг/л, чувствительность определения уменьшается в результате насыщения эффекта синглет-триплетной аннигиляции между синглетными молекулами кислорода и триплетными молекулами эозина.

Максимальная чувствительность определения кислорода в диапазоне концентраций 0, мкг/л наблюдается при содержании эозина ,5-10 При содержании, эозина, меньшем S lO 7 , чувствительность определения уменьшается за счет уменьшения скорости синглет-триплетной аннигиляции. При содержании эозина, большем 1, , чувствительность определения уменьшается в результате насыщения эффекта синглет-триплетной аннигиляции

температуре. 100 мг полученного сорбента (содержание красителя ) помещают в кювету, которую присоединяют к вакуумному посту с форвакуумным и диффузионным па10

15

20

ромаслянным насосами с азотной ловушкой и откачивают кювету до 5- рт. ст. Дозацию кислорода в кювету осуществляют добавлением воздуха (при известной температуре и давлении) из небольших точно измеренных объе- тов. Отношение введенного в систему воздуха к объему кюветы определяют заранее. Измеряют интенсивность замедленной флуоресценции в максимуме ее свечения ( А 572 нм) и строят градуировочную характеристику в координатах I..,. - концентрация кислорода, мкг/л.

В диапазоне концентраций кислорода 0, мкг/л градуировочная характеристика прямолинейна, а интенсивность замедленной флуоресценции увелиИнтенсивность замедленной флуорес- 25 чивается в раз. ценции измеряют на установке, состоя- Интенсивность замедленной флуоресценции не изменяется в присутствии азота и гелия (при атмосферном давлещеи из кварцевой кюветы толщиной , 1 мм, куда помещают 100 мг кремнезема, содержащего химически привитые молекулы триметилпропиламмоний хлоринии) .

Пример

2. К 200 мг сорбента

да, с сорбированным эозином, лазерно- в стаканчике добавляют по 10 мл про- го источника возбуждения ЛТИПЧ-, ра- панельного раствора эозина с концентрацией, изменяющейся в диапазоне 5-Ю-6 - 5-10

ботающего в режиме модулированной добротности ( Ј 20 не), с усилителем ИЗ-25 (энергия 150 мДж на -1064 нм), и удвоителем частоты на основе ниобата лития ( Ъ 532 нм), фотоэлектронного умножителя ФЭУ-8А с электрическим фотозатвором с временным разрешением 50 не и осциллографа С8-12.

Пример 1. К 200 мг кремнезема, содержащего химически привитые молекулы триметилпропиламмоний хлорида (в дальнейшем сорбента), в стаканчике добавляют 10 мл ЫО М пропа- нольного раствора эозина и перемешивают в течение 5 мин. Бесцветную жидкость над сорбентом сливают и сорбент высушивают на воздухе при комнатной

40

М, Далее поступают, как описано в примере 1, получая сор35 бенты с содержанием красителя в диапазоне 2, - 2-105 (поскольку при концентрациях эозина , больших 2«10 М, сорбция не количественна,, содержание красителя в фазе сорбента находят по изменению оптической плотности исходного раствора после сорбции).

Отношение интенсивностей замедленной флуоресценции эозина, сорбированного на кремнеземе, содержащем химически привитые молекулы триметилпропиламмоний хлорида, при концентрациях кислорода ЦЬО и 0,17 мкг/л (h) приведено в таблице.

SO I

45

15627954

температуре. 100 мг полученного сорбента (содержание красителя ) помещают в кювету, которую присоединяют к вакуумному посту с форвакуумным и диффузионным па

0

ромаслянным насосами с азотной ловушкой и откачивают кювету до 5- рт. ст. Дозацию кислорода в кювету осуществляют добавлением воздуха (при известной температуре и давлении) из небольших точно измеренных объе- тов. Отношение введенного в систему воздуха к объему кюветы определяют заранее. Измеряют интенсивность замедленной флуоресценции в максимуме ее свечения ( А 572 нм) и строят градуировочную характеристику в координатах I..,. - концентрация кислорода, мкг/л.

В диапазоне концентраций кислорода 0, мкг/л градуировочная характеристика прямолинейна, а интенсивность замедленной флуоресценции увеличивается в раз. Интенсивность замедленной флуоресценции не изменяется в присутствии азота и гелия (при атмосферном давлении) .

Пример

2. К 200 мг сорбента

в стаканчике добавляют по 10 мл про- панельного раствора эозина с концентрацией, изменяющейся в диапазоне 5-Ю-6 - 5-10

М, Далее поступают, как описано в примере 1, получая сорбенты с содержанием красителя в диапазоне 2, - 2-105 (поскольку при концентрациях эозина , больших 2«10 М, сорбция не количественна,, содержание красителя в фазе сорбента находят по изменению оптической плотности исходного раствора после сорбции).

Отношение интенсивностей замедленной флуоресценции эозина, сорбированного на кремнеземе, содержащем химически привитые молекулы триметилпропиламмоний хлорида, при концентрациях кислорода ЦЬО и 0,17 мкг/л (h) приведено в таблице.

I

Изобретение относится к аналитической химии (области люминесцентного анализа неорганических веществ) и может быть использовано для определения микроколичеств кислорода в газах. Целью изобретения является повышение чувствительности определения кислорода в диапазоне концентраций 0,17-440 мкг/л и повышение селективности в присутствии азота и гелия. Способ включает сорбцию эозина на кремнеземе, содержащем химически привитые молекулы триметилпропиламмоний хлорида, и измерение линейного повышения интенсивности замедленной флуоресценции поверхности сорбента. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Значение h в известном способе рав-55 Готовят сорбент, как описано в

но 90.примере 1. Кювету вакуумируют, через

Пример 3. Определение кисло-сорбент пропускают поток анализируерода в газообразном азоте высокой чис-мого газа при атмосферном давлении

тоты.и измеряют интенсивность замедленной

флуоресценции. Содержание кислорода находят по градуировочной характеристике согласно примеру 1.

Найдено кислорода 5,0+0,2 мкг/л, п 6.

Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с известным позволяет, в 6 раз повысить чувствительность определения кислорода в диапазоне концентраций 0, мкг/л.

Способ характеризуется высокой селективностью, определению кислорода не мешают азот и гелий.

Формула изобретения

Заказ 1059

Тираж 515

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. А/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина,101

лей на кремнеземе, измерение линейно,- го увеличения интенсивности замедлен ной флуоресценции поверхности сорбента в присутствии кислорода, по величине которой проводят определение, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и селективности определения кислорода

в диапазоне концентраций 0,17 НО мкг/л, в качестве красителя ис-- пользуют эозин, который сорбируют на кремнеземе, содержащем химически привитые молекулы триметилпропиламмоний

хлорида.

,-7

количестве 5 -10 - 1,5 -10

-Ј

Mr

.1

Подписное