Способ определения ультраследовых примесей органических соединений Советский патент 1980 года по МПК G01N27/62 

(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УЛЬТРАСЛЕДОВЫХ ПРИМЕСЕЙ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

Изобретение относится к области аналитической химии и может быть использовано для обнаружения субмикроколичеств органических соединений определенных классов в смесях при их газохроматографическом разделении, а также в атмосфере воздуха. Известный способ определения органических соединений методом поверх ностной ионизации 1,, заключгиощийс в направлении на термоэмиттер паров анализируемых веществ при пониженном, давлении и измерении тька ионизации, не позволяет обеспечивать стабильность эмиссии ионов: при псхзтоянных температуре термоэмиттера и давлении анализируемого вещеет ва. ионный ток уменьшается со временем- вследствие уменьшения коэффициента поверхностной ионизации из-за отравления термоэмиттера, Отравление состоит в обеднении поверхности термоэмиттера кислородом из-за восстановления окислрв на его поверхности прЬдукТамй разложения на ней анализируемых органических соединений. Для достижения постоянства во времени коэффициентов поверхностной ионизации анализируемых веществ на термоэмиттере из окисленных мета.плов необходимо вместе с анализируе1иа ми Органическими соединениями направлять на термо- эмиттер кислород или воздух в количествах, обеспечивающих при рабочей температуре термоэмиттера скорость окисления поверхности не меньшую, чем скорость восстановления его окислов продуктами разложения органических соединений. Известен способ определения ультраследовых приМёсей органических соединений в газовой хроматозграфии с помощью диодных поверхностно-ионизационных детектбров с термоэмиттерами из окислёГйных мёта;лл6в, включающий пропускание чё1ре детектЬр анализируемого вещества и кислорода в количествах, обеспечивающих при рабочих температурах термоэмиттера постоянство коэффициента поверхностной ионизации аналйэйруеЙОго вещества, и измеренйе Тока иШизации 2 . Однако при использовании детекторов в газовой хроматографии по этому способу невозможно достичь воспроизводимости определений: при постоянной концентрации анализируемого РР щества значительно изменяются со временём и ток ионов от ионизации анализируемого вещества (он увеличивается в несколько раз от 10 в начале работы детектора до А через несколько часов работы) и уройень шума детектора,что приводит к уменьшению со временем отношения сигнал/шум до 10-10 раз и к такому же уменьшению пороговой чувствительности .

Кроме того, срок службы таких детекторов мал, в зависимости от ширины зазора между термоэмиттером иколлектором и от температуры термоэмиттера он составляет от десятка минут до нескольких часов,

Было найдено, что невоспроизводимость определений, нестабильность работы детектЬров и последующий выход из строя обусловлены тем, что при используемых в известном способе температурах термоэмиттера на поверхности термоэмиттера прорастают кристаллит.ы окислов молибдена в виде игл. Рост кристаллитов приводит к непрерывному изменению площади эмиттирующей ионы поверхности и ее формы, а также к изменению распределения напряженности электрического поля в заэоре между термоэмиттером и коллектором. Выход детектора из стро происходит I когда кристаллиты достиГс1ют поверхности коллектора.

Целью изобретения является обеспечение воспроизводимости определений субмикроколичеств органических соединений с помощью поверхностноионизационных детекторов, а также существенное увеличение времени непрерывной работы и срока службы детекторов .

Цель достигается тем, что в способе определения ультраследовых примесей органических соединений в газовой хроматографии с помощью диодных поверхностно-ионизационных детекторов с термоэмиттерами из окисленных металлов, заключающемся в пропускании через детектор анализируемого вещества и кислорода в {соличествах, обеспечивающих при рабочих температурах термоэмиттера постоянство коэф фициента поверхностной ионизации анализируемого вещества, и в измерении, тока Ионизации,, температуру терMoaivMTTepa устанавливают ниже температ ры роста кристаллитов окислов н поверхности тёрмоэмиттера.

Известно, что наилучшим материалом термоэмиттеров в диодных детекторах является окисленный молибден. При использовании детекторов с термоэмиттерами из окисленной молибденовой проволоки обнаружение ведут при температуре термоэмиттера Т ё при потоках воздуха через детектор со скоростью л/ч, при кбнцентрациях органических веществ не большей 0,2 мг/л в случае непрерывного пропускания веществ через детектор или до 20 мг/л при импульсном.: вводе вещества в детектор. J При таких количествах анализируемых веществ и воздуха и такой температуре термоэмиттера скорость окис, ления поверхности термоэмиттера не меньше, чем скорость восстановления.

окислов на поверхности термоэмиттера продуктами разложения на ней молекул анализируемых веществ, что обеспечивает постоянс тво во времени коэффициента поверхностной ионизации анализируемых веществ. При температуре

5 термоэмиттера Т 700°К на его поверхности не прорастают кристаллиты окислов молибдена в течение более 1000 ч. При больших количествах анализируемых веществ увеличение потока

0 воздуха не компенсирует отравления эмиттера при Т 700°К, При больших, чем Т и 700°К температурах термоэмиттера скорость роста кристаллитов окислов становится значительной.

Использование предлагаемого способа обнаружения ультраследовых примесей органических соединений с помощью поверхностно-ионизационных детек.. торов дает по сравнению с известными способами следующие преимущества: обеспечение воспроизводимости опреде- лений; существенное увеличение времени непрерывной работы детектора и .срока его службы.

Благодаря этим преимуществам предлагаемый способ позврляет производить и качественный иколичественный анализ ультраследовых примесей аминов и различных их производных (в

0 том числе и биогенного происхождения при их содержании в воздухе до мг/л и в смесях соединений до

г, что особенно важно для обнаружения содержания ультрамалых колиД5 честв ряда токсичных веществ в воздухе, для анализа веществ, определяющих характер запаха, для определения содержания некоторых кондерогенных веществ (нитрозамины) в воздухе, в

CQ почве, пище и т.д.

Формула изобретения

Способ определения ультраследовых примесей органических соединений в газовой хроматографии с помощью диодных поверхностно-ионизационных детекторов с термоэмиттерами из окисленных металлов, включающий проЙО пускание через детектор анализируемого вещества и киолорода в количествах обеспечивающих при рабочих температурах термоэмиттера постоянство коэффициента поверхностной ионизации

55 анализируемого вещества, и измерение

тока ионизации, отличающийс я тем, что, с целью обеспечения воспроизводимости определений, температуру термоэмиттера устанавливают ниже температуры роста кристаллитов окислов на поверхности термоэмиттера.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2. Расулев У.Х. и др. Обнаружение органических соединений с помоцью поверхностно-ионизационного детектора. Материалы Всесоюзной конференции Состояние и перспективы развития аналитического приборостроения до 1985 года Тула, ноябрь, 1975, Секция Научно-технические проблемы газоаналитического приборостроения . М., 1975, с. 142-162 (прототип).