Метод пьезокварцевого микровзвешивания в газовом органическом анализе

1.1 Несенсориые методы анализа. 
1.2 Детектирование органических соединений в воздухе
с применением пьезосорб 1ИОННЫХ ДАТЧИКОВ и сенсоров. 
1. 2. 1 Теоретические основы пьеюкварцевого
микровзвешивания 
Принцип работы и эквивалентная схема пьезокварцевых
резонаторов 
Основы теории в. БаиегЬгеу. 
Другие теории функционирования пьезоэлектрических
резонаторов в газовых средах. 
1.2.2 Применение пьезоэлекгрических резонаторов
в аналитической практике 
Сорбционный детектор. 
Пьезосорбционный детектор для азовой хроматографии 
Пьезосорбционый детектор для жидкостной хроматографии. 
Пьезопленочиые сорбционные микровесы. 
Технологические характеристики и принцип действия 
Особенности работы пьезокварцевого резонатора с пленкой. 
Применение иьезокварцевых микровесов. 
I. 3 ПЬЕЗОКВАРЦЕВЫЕ ПЛЕНОЧНЫЕ СЕНСОРЫ В АНАЛИЗЕ ГАЗОВЫХ
И ЖИДКИХ СРЕД 
Селективные системы детектирования органических
соединений в воздухе 
Анилин. 
Ароматические углеводороды 
Вннилхлорид 
Метан, его гомологи и производные. 
Алифатические спирты 
Формальдегид 
Фосфороргаиическис соединения. 
Другие соединения. 
Глава II ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 
II. 1 Аппаратура метода пьезокварцевого микровзвешвания 
Осушка газаносителя 
.1.1 Диффузионная газовая ячейка ввода пробы 
Детектор 
II. 1.2 Инжекторная газовая ячейка ввода пробы i i 
Матричная полисенсорная пьезосорбционная ячейка 
II. 1.3 Схема возбуждения колебаний 1I 
Схема шестиканалыюго генератора. 
.1.4 Объем и масса вводимой пробы. 
II. 1.5 Устройство для термостатирования детектора 
II.2 МОДИФИЦИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОДОВ РЕЗОНАТОРА 
.2.1 Растворители сорбционных фаз. 
.2.2 Характеристики сорбционных фаз. 
П.3 Характеристика объектов исследования. 
Методы структурного и сличительных анализов. 
Глава III ЗАКОНОМЕРНОСТИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ ГРАНИЦЕ РАЗДЕЛА ФАЗ ГАЗ ПЛЕНКА
РЕЦЕПТОРА. 
Часть 1 Сорбция в режиме i 
III. I Влияние собственных характеристик резонатора на аналитический СИГНАЛ ЬЕЗОСЕ1СОРА. 
III. 1.1 Влияние природы электрода на отклик пьезосенсора 
III. 1.2 Температурный коэффициент II. 
III. 1.3 Зависимость отклика пьезосенсора от собственной частоты колебаний резонатора. 
1.2 Влияние условий эксперимента на аналитический сигнал
СЕНСОРА. 
1.2.1 Влияние природы газаносителя на . 
1.2.2 Зависимость чувствительности пьезосенсора
от полноты удаления растворителя из пленкирецептора 
II 1.2.3 Влияние влажности газаносителя на отклик
пьезосенсора 
1.3 Закономерности сорбции органических соединений на
ПЛЕНКАХ В ПРОТОЧНОЙ ЯЧЕЙКЕ ДЕТЕКТИРОВАНИЯ 
1.3.1 Кинетические кривые сорбции десорбции бензола, толуола, ксилолов 
Щ.3.2 Кинетика сорбции фенола на модифицированных ПКР. 
1.3.3 Кинетические кривые сорбции алифатических спиртов. 
1.4 Оптимизация массы пленки сорбента и расхода
АЗАНОСИТЕЛЯ В ДИНАМИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ СОРБЦИИ 
1.4.1 Закономерности сорбции бензола, толуола, ксилолов 
Выбор оптимальных условий анализа методом
полного факторного эксперимента. 
1.4.2 Оптимизация массы сорбента и расхода воздуха
при сорбции спиртов С4 
II 1.4.3 Оптимизация массы сорбента и расхода воздуха
при сорбции фенола 
II 1.5 Влияние природы модификатора на эффективность
СОРБЦИИ АИАЛИТОВ. 
Влияние состава пленок на величину аналитического
сигнала пьезосенсоров при определении фенолов 
Влияние состава пленок на величину аналитического
сигнала при определении формальдегида 
III.6 Влияние природы аналитов на сигнал пьезосенсоров 
Ш.6.1 Сорбция аренов. 
Изотермы сорбции. Оценка селективности сорбентов
по отношению к аренам 
Ш.6.2 Сорбция спиртов 
Изотермы сорбции спиртов. 
Ш.7 Влияние температуры на эффективность сорбции 
1.7.1 Оценка энергии активации сорбции и десорбции. 
1.7.2 Гермодинамические параметры взаимодействия фенолов и формальдегида с пленками на основе хроматографических фаз. 
Краткие обобщения материалов части I. 
Часть 2 Закономерности сорбции органических соединений
при экспериментировании в режиме эпи 
1.8 Микровзвешивание паров анилина в статических условиях фронтального ввода пробы 
Выбор растворителя и оптимальной массы сорбентов 
Влияние природы пленок на эффективность сорбции
анилина 
Ш.8.1 Применение уравнения Гаммета для прогнозирования характеристик сорбции ароматических аминов на гонких
пленках полиэтиленпшколя и его эфиров 
Зависимость абсолютного аналитического сигнала
пьезосенсора от природы сорбата, сорбента и сольвента 
Зависимость относительного аналитического сигнала
пьезосенсора от природы сорбата, сорбента и сольвента 
Влияние природы сорбата, сорбента и сольвента
на удельную константу скорости сорбции куд 
1.9 Микровзвешивание паров аналитов в статических условиях сорбции с инжекторным вводом пробы. 
1.9.1 Оптимизация массы модификатора электродов ПК 
1.9.2 Оценка селективности пленок 
Ш.9.3 Кинетика сорбциидесорбции в статической ячейке детектирования. 
III. Применение пьезосенсоров для изучения сорбционных
РАВНОВЕСИЙ В МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ ГАЗОВЫХ СМЕСЯХ. 
1. .1 Сорбция бинарных смесей фенола, диэтиламина
и ацетона на пленках пчелиного воска и клея 
Сорбция смесей фенола с диэтиламином. 
Сорбция смесей фенола с ацетоном. 
Сорбция смесей диэтиламина с ацетоном 
III. .2 Сорбционные равновесия в трех компонентной газовой смеси фенол ацетон ацстофснон диэтиламин. 
III. Применение дискриминантного анализа сигналов
РАЗНОРОДНЫХ СЕНСОРОВ В ПАРАХ АНАЛИТОВ Д1Я ПРОГНОЗИРОВАНИЯ
ИХ РАЗДЕЛЬНОГО ДЕТЕКТИРОВАНИЯ ПО ОБОНЯТЕЛЬНЫМ ОБРАЗАМ
ВИЗУАЛЬНЫЕ ОТПЕЧАТКИ ЗАПАХА. 
Апостериорные сравнения средних по методу Шеффс 
Краткие обобщения материалов части 
Глава IV ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ ПЬЕЗОСЕНСОРОВ 
IV. 1 Электронные носы и сенсорные матрицы 
IV. 1.1 Классификация сенсоров в системах Е 
IV. 1.2 Обработка сипсазов мультисенсорной матрицы 
IV.2 Проектирование и оптимизация условий функционирования МАТРИЦЫ СЕНСОРОВ ДЛЯ ТЕСТИРОВАНИЯ АРОМАТА КОФЕ
Е в режиме i i. 
IV. 2.1 Анализ кофе с термообогащение.ч аромата 
Влияние массы пленки рецептора на сигнал сенсора 
Схема расположения сенсоров в матрице 
Выбор алгоритма считывания сигналов сенсоров в матрице 
Оценка износостойкости пленок рецепторов дрейф
нулевого сигнала 
Схема полисенсорного детектора на основе 8 элементов 
Визуальные отпечатки термообогащенного аромата кофе . 
IV. 2.2 Анализ кофе без термообогащения аромата 
Визуальные отпечатки кофе без термообогащения
аромата 
У.З Проектирование и оптимизация условий функционирования МАТРИЦЫ СЕНСОРОВ ДЛЯ РАСПОЗНАВАНИЯ СПЕЦИЙ ПО АРОМАТУ . 
IV.4 ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ОПТИМИЗАЦИЯ УСЛОВИЙ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ МАТРИЦЫ СЕНСОРОВ ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЗА СТЕПЕНЬЮ ОБЖАРКИ ОРЕХОВ 
У.5 Оптимизация условий количественной оценки и сравнения аромата ХЛЕБОБУЛОЧНЫХ и КОНДИТЕРСКИХ ИЗДЕЛИЙ
С ПРИМЕНЕНИЕМ МАТРИЦЫ СИ СОРОВ. 
1,г.5.1 Сенсорная оценка изменения аромата печенья
при добавлении чечевицы и амаранта. 
У.5.2 Сенсорная оценка изменения аромата хлеба
при добавлении тыквы. 
IV.6 Комплекс способов анализа крепких спиртных напитков . 
IV.7 Определение основных компонентов газовых выбросов
МЕБЕЛЬНЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ. 
IV. 7.1 Оптимизация условий детектирования. 
IV. 7.2 Способ скринингопределения н.бутилацетата
с применением матрицы сенсоров. 
ГЛ8 Комплекс способов детектирования орг анических
СОЕДИНЕНИЙ В ГАЗОВЫХ ВЫБРОСАХ ПРЕДПРИЯТИЙ И АТМОСФЕРНОМ
ВОЗДУХЕ С ПРИМЕНЕНИЕМ МОНОСЕНСОРНОЙ ЯЧЕЙКИ 
ВЫВОДЫ 
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 
ВВЕДЕНИЕ


В качестве покрытия пьезоэлектрического кристалла для определения галогена применено кукурузное масло, 0 силиконовое масло. Способ основан на применении двух кристаллов покрытого сорбентом и эталонного без модификатора. Частоту кристаллов сопоставляют и различие между ними переводят в напряжение, контролируемое самописцем. Покрытие 0 не избирательно к галогенпроизводным углеводородам, но селективно к водорастворимым сольвентам вследствие разных количества адсорбционных центров или теплот адсорбции. Получен линейный градуировочный график в диапазоне 0,5 0 р. Гц для 0 р. Установлено, что не мешает обнаружению аналита. На кафедре аналитической химии Воронежской государственной технологической академии совместно с кафедрой аналитической химии Белградского государственного университета Югославия изучено определение алифатических нитроалканов в воздухе методом пьезокварцевого микровзвешивания. В качесгве покрытий электродов пьезокварцевого резонатора изучены полиэтиленгликоль адипинат, V5, i Х0, метилсиликоновое масло, пилнвинилпирролилон. Для приготовления растворов сорбентов применяли ацетон и пропанол2. Рассчитаны кинетические особенности сорбции нитроалканов на сорбентах различной полярности, оптимизированы условия эксперимента масса пленочного покрытия, расход газаносителя. Построены изотермы сорбции, разработаны способы раздельного и суммарного определения аналитов в воздухе рабочей зоны. Относительная норсшность определения не превышает 7 5,6. Алифатические спирты содержатся в выбросах производств органического синтеза, каучука, лаков и красок, пластмасс, сложных эфиров, растворителей, пластификаторов, нефтехимических, мебельных, фармацевтических и многих других 2, 4. Спирты оказывают общетоксическос и раздражающее действие на слизистую оболочку и кожу, в больших концентрациях проявляют наркотические свойства. Среднесуточные ПДК для спиртов i находятся в пределах 5 мгм3. Определены метиловый, этиловый, бутиловый и гексиловый спирты в воздухе с применением газочувствительного пьезокварцевого сенсора, модифицированного 4циан4 пентилбифенилом 9. Предел обнаружения спиртов 1, 0, и 0, мгм3 соответственно. Для селективного определения метилового спирга рекомендовано покрытие на основе полипиррола. Для определения алифатических спиртов и алкилацетатов применен пьезокварцевый резонатор, модифицированный липотропными и термотропными жидкими кристаллами 2, 3 циано4пентилдифенил РСВ, 4пентил4пропилазобензол РРАВ, 4пропил4метнлазоксибензол РМАОВ и холсстерил олеилкарбанаг , растворитель н. Наибольшим сродством к спиртам и алкилацетатам характеризуются покрытия на основе РСВ и РМАОВ табл. Приложение. В одной из первых публикаций по применению знзимов для анализа субстрата в газовой фазе . Смесь энзимов служит модификатором электродов пьезоэлектрического кристалла. Энзимные катализаторы окисляли формальдегид до муравьиной кислоты. Пробы формальдегида готовили методом разбавления в потоке лабораторного воздуха относительной влажности. Линейный отклик сенсора соответствовал концентрации формальдегида 0,1 р. Время получения отклика менее 1 мин, реакция обратима. Покрытие на основе энзимов проявляет высокую избирательность к формальдегиду, в то время, как отклик на другие соединения альдегиды, спирты мал даже при крагном избытке но отношению к формальдегиду. Воспроизводимость определения 0 6 Гц, о 1,5, коэффициент вариации 1,5 . Для определения формальдегида предложено высокосслективнос покрытие на осноье 7,диокси3,4диизо1,5,,гексадекагетрола. Избирательность и эффективность сорбции обьясняются специфическим взаимодействием аналита и сорбента . Згидроксиаминометилпириднн иодом 3ПАД, i Х0 и . Для определения отравляющих веществ . Изучены сорбционные свойства бутнратэтилендиамина меди, бутиратдиэтилендиамина и X4 Си2 амины на примере динзопропилметилфосфонита, ДИМФ. Комплексы Си II позволяют получить оптимальные результаты, X4Си2 диаминный комплекс показал большее сродство к аналиту, чем комплекс бутирата меди. Комплекс X диамин более чувствителен к ДИМФ.