Диссертация (1145490)
Текст из файла
САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТНа правах рукописиЛьвова Лариса БорисовнаХИМИЧЕСКИЕ СЕНСОРЫ И МУЛЬТИСЕНСОРНЫЕ СИСТЕМЫ НА ОСНОВЕПОРФИРИНОВ И ГЕТЕРОКРАУН-ЭФИРОВСпециальность 02.00.02 – АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХИМИЯДИССЕРТАЦИЯна соискание ученой степенидоктора химических наукНаучные консультанты:доктор химических наук,профессор Ю.Г. Власовдоктор химических наук,профессор Д.О. КирсановСанкт-Петербург20161ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………………………………………………….6I Химические сенсоры: основные положения, классификация и обзорсовременной литературы ................................................................................. 13I.1I.2I.3Вводные замечания .........................................................................................
13Определение сенсора ...................................................................................... 14Основные понятия и определения. Классификация сенсоров ........................ 17I.3.1 Статические характеристики ........................................................................... 18I.3.2 Метрологические характеристики .................................................................
21I.3.3 Типы химических сенсоров. Принцип функционирования и применение 23I.3.4 Оптические химические сенсоры ................................................................... 24I.3.5 Электрохимические сенсоры .......................................................................... 28I.3.6 Пьезоэлектрические сенсоры на основе кварцевых микровесов (КМВ) ... 38I.3.7 Фотоэлектрохимические сенсоры ..................................................................
40I.4 Мультисенсорный химический анализ многокомпонентных объектов ......... 40I.4.1 Преимущества мультисенсорного анализа в сравнении с использованиемодиночных сенсоров..................................................................................................... 40I.4.2 Анализ данных от мультисенсорных систем ................................................. 45I.5 Постановка задачи и методы ее решения.
...................................................... 58II Методика эксперимента ................................................................................ 60II.1Компоненты мембран и другие реагенты. ................................................. 60II.2Приготовление сенсоров..............................................................................
64II.2.1 Потенциометрические сенсоры ..................................................................... 64II.2.2 Оптические сенсоры ........................................................................................ 66II.2.3 Композитные материалы на основе нано-структур оксида цинка ............. 66II.3Измерения с сенсорами ............................................................................... 67II.3.1 Потенциометрические измерения .................................................................
67II.3.2 Амперометрические измерения .................................................................... 67II.3.3 Оптические измерения.................................................................................... 67II.3.4 Фотоэлектрохимические измерения ............................................................. 69II.3.5 Условия экспериментов .................................................................................. 69II.3.6 Изучение электродных свойств сенсоров...................................................... 71II.3.7 Изучение электрохимической активности электрополимеризо-ванныхмембран.........................................................................................................................
74II.4Изучение структурных свойств и морфологии сенсорных материалов....... 75II.4.1 Оценка толщины электрополимеризованных пленок ................................. 75II.4.2 Атомно-силовая микроскопия (АСМ) и сканирующая электроннаямикроскопия (СЭМ) для оценки морфологии сенсорных материалов .................... 76II.5Измерения с массивами сенсоров и мульти-трансдуктивный анализ ........ 77II.6Приготовление растворов ............................................................................ 79II.7Подготовка и анализ образцов .................................................................... 80II.7.1 Образцы плазмы крови человека ..................................................................
80II.7.2 Пищевые продукты .......................................................................................... 80II.7.3 Неорганические удобрения ............................................................................ 81II.7.4 Природные поверхностные воды и водопроводная вода ........................... 81II.7.5 Штаммы сине-зеленых водорослей ............................................................... 82II.8Обработка данных ....................................................................................... 83II.8.1 Оценка энергий комплексообразования Pt-порфирина с различнымианаонами. ...................................................................................................................... 83II.8.2 Обработка данных от мультисенсорных и мульти-трансдуктивных систем842III Порфирины и корролы как ионофоры для анион-селективныхпотенциометрических сенсоров .......................................................................
85III.1Порфирины в природе ................................................................................. 85III.2Свойства порфиринов .................................................................................. 88III.3Аналоги порфирина – корролы ................................................................... 90III.4Применение порфиринов и корролов в аналитической химии ................ 91III.5Порфирины и корролы в качестве ионофоров в полимерныхпластифицированных мембранах для анализа жидких сред ................................. 92III.6Отклик, отличный от теоретического Нернстовского: как устранить этупроблему? ................................................................................................................
96III.7Pt-порфирины - неоксофильные ионофоры, неподверженныедимеризации ........................................................................................................... 97III.7.1Теоретические расчеты комплексообразования Pt-порфиринов сразличными анионами ................................................................................................. 99III.7.2Исследование свойств полимерных пластифицированных мембран наоснове Pt(IV)TPPCl2 ...................................................................................................... 102III.7.3Исследование свойств полимерных мембран на основе Pt(II)порфиринов .................................................................................................................
110III.8ИСЭ на основе корролов ............................................................................ 119III.8.1Обоснование выбора корролов в качестве мембраноактивныхкомпонентов для ИСЭ ................................................................................................ 119III.8.2Исследования механизма функционирования TPCorrH3 ионофора .....
120III.8.3Мембраны на основе TPCorrMnCl ........................................................... 124III.8.4Мембраны на основе Tt-butPCorrCu ....................................................... 129III.8.5Корролы железа с алифатическими и ароматическими заместителями вкачестве ионофоров полимерных мембран ............................................................ 131IV Исследование свойств мембран на основе порфирин-замещенныхполипиррола и полианилина, полученных методом электрополимеризации..........................................................................................................................134IV.1Почему электрополимеризация? ..............................................................
134IV.2Сравнительное изучение свойств Co(II)- и Cu(II)-порфиринатов в составепластифицированных ПВХ мембран и в пленках полианилина (ПАНИ), полученныхэлектроосаждением .............................................................................................. 136IV.2.1Влияние растворителя на процесс электрополимеризации .................
136IV.2.2Потенциометрический свойства сенсорных материалов на основе Co(II)и Cu(II)-порфиринатов................................................................................................. 140IV.2.3Применение карбонат-селективных сенсорных материалов на основеCo(II)- и Cu(II)-порфиринатов для анализа плазмы крови ....................................... 144IV.3Электрополимеризованные сенсорные материалы на основе порфиринзамещенного полипиролла: синтез и свойства. ....................................................
145IV.3.1Электрохимическая полимеризация пирролзамещенных порфиринов146IV.3.2Исследование процессов переноса электронов в пленках на основепорфирин-замещенного полипиррола .................................................................... 154IV.3.3Исследование морфологии пленок ......................................................... 157IV.3.4Потенциометрические и оптические свойства порфиринполипиррольных электрополимеризованных пленок ...........................................
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.