Способ определения газообразующихпРиМЕСЕй B СОРбциОННО-АКТиВНыХ MATE-РиАлАХ Советский патент 1981 года по МПК G01N7/16 G01N27/62 

чающийся в напуске кислорода Б экстракционную печь и последующем анализе. Кислород сорбируется возгонами анализируемого металла. После этой операции возгоны становятся неактивными и не поглощают экстрагированные газы в процессе анализа еледующего образца. Затем проводят вакуум-плавление, экстракцию примесей йэ расплава и анализ. Таким образом для предотвращения хемосорбции примесей применяется пассивирование сор ционных центров путем поглощения ими кислорода. Нижняя граница определяемых содержаний примесей данным спосо бом .% при навеске образцов 0,5-1,5 г р. Однако применение кислорода для уменьшения физической адсорбции нецелесообразно, поскольку введение ки слорода в систему приводит к образованию окислов на металлических поверх ностях, которые могут служить центрами физической адсорбции примесей. Кроме того, присутствие кислорода в реакторе при плавлении образцов может привести к изменению состава выделяемой смеси газов вследствие его высокой способности образовывать соединения. Цель изобретения - повышение точности Ьпределения сверхмалых количеств газообразующих примесей в сорб ционно-активных, а также- сорбционнонеактивных материалах за счет снижения физической сщсорбции при отсутст вии значительной хемосорбции. Поставленная цель достигается тем что для нейтрализации активных центров поверхности вакуумной системы, на которых происходит физическая адсорбция, в систему вводят газ, обладающий высокой адсорбционной способностью и не мешающий определению примесей. Такими свойствами обладает углекислый газ с парциальным давлением рт.ст. Массспектр углекислого газа содержит малое количество пиков и не накладывается на характеристические пики боль шинства определяемых примесей. Количество COq В системе должно быть достаточным для создания мономолекулярного слоя на поверхности деталей системы. Вероятность полимолекулярно адсорбции при низких давлениях мала, поэтому микроколичества веществ, выделяемых при плавлении образцов, не поглощаются стенками системы. Чтобы предотвратить зеи« ещение молекул СО в содсорбционноМ слое молекулами примесей, необходимо присутствие в газовой фазе некоторого избытка молекул СО2, активно участвующих в обмене, количество СО 2. определяется из условия QESU „ Onpli T (,50-100) парциальные давления COg и примесей в системе;. теплоты адсорбции этих веществ. Анализ проводят следующим образом. Перед плавлением образцов в систему напускают углекислый газ при давлении 510 - - 10 мм рт.ст., что обеспечивает выполнение условия (1) практически для любого числа примесей п . Максимальный эффект достигается при давлении COg в системе рт.ст. Дальнейшее увеличение давления СО не -приводит к понижению нижней границы определяемых содержаний примесей при анализе.Применение давления СО выше рт.ст. при анализе нецелесообразно, поскольку парциальное давление примеси в СО может быть при этом сравнимо с арциальными давлениями определяемых еществ, что вызывает искажение результатов анализа. Примеси в углекислом газе не мешают проведению анализа, если их содержание не превышает . Достаточно чистый COg получают разложением чистого NaHCOg и осушкой выделяющегося газа. Выделение примесей проводят- плавлением образцов в вакууме излучением инфракрасного лазера на COj мощностью 30 Вт. Выделенные газы расширяют в напускной объем- масс-спектрометра МХ-1304, на котором их анализируют. Время облучения образца не более 30 с. Проведена экспериментальная проверка понижения нижней границы определяемых содержаний сорбирующихся веществ на масс-спектрометре. Получены зависимости ионных токов от количества вводимых веществ в вакуумированную систему напуска и систему, содержащую COj.. В присутствии COj при давлении 5-10 мм рт.ст. высота пика н-бутана возрастает в 3 раза, пика бензола - в 5 раз, а при введении до бензола - в 10 раз, что соответствует эквивалентному понижению нижней4границы определяемых, содержаний. Те же результаты подачены при добавлении в систему СО 2. при .давлении рт.ст. Понижение границы может быть существенным только при определении микроколичеств веществ и может быть достигнуто толь|со в том случае, если давление фоновых газов не превышает мм рт.ст. и не происходит значительной хемосорбции примесей в системе. Первое условие определяет выбор способа нагрева образца и, видимо, ограничивает температуру плавления образцов величиной 1000-12ОО С. Второе условие ограничивает применение .способа анализом образцов, возгоны которых не явл5иотся сорбционно-активными. К таким относятся образцы большинства

непроводящих материалов, а также олова, свинца и серебра.

Пример -1. Определяют количество летучих веществ, выделенных из образцов AsjiSe и . В систему напускают углекислый газ при давлении рт.ст. Выделение примесей проводят плавлением образцов в вакууме излучением инфракрасного лазеоа на СОа мощностью 30 Вт.

Время облучения образца 30 с. Вьщеленные газы, в том числе и образующиеся в результате химических реакций при плавлении образца, расширяют в напускной объем масс-спектрометра МХ-1304, на котором проводят их анализ-. Масса образца AsgS 0,75 г, 0,39 г. Результаты ангшиза образцов AbjjSe H приведены в таблице..