Автореферат (1150325)
Текст из файла
Санкт-Петербургский государственный университетНа правах рукописиОвечкин Андрей СергеевичОПРЕДЕЛЕНИЕ СИНГЛЕТНОГО КИСЛОРОДАС ХЕМОСОРБЦИОННОЙ КОНВЕРСИЕЙ В АСКАРИДОЛСпециальность 02.00.02 – АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХИМИЯАвторефератдиссертации на соискание ученой степеникандидата химических наукСанкт-Петербург2015Работа выполнена в Федеральном государственноv бюджетномобразовательном учреждении высшего профессионального образования«Санкт-Петербургский государственный университет»Научный руководитель:доктор химических наук, профессор Карцова Людмила Алексеевна.Официальные оппоненты:Яшин Яков Иванович, доктор химических наук, профессор, руководительотдела исследований и разработок ООО «Интерлаб»;Крылов Анатолий Иванович, доктор химических наук, старший научныйсотрудник, руководитель лаборатории аналитического контроля объектовокружающей среды в ФГУП «Всероссийский научно-исследовательскийинститут метрологии имени Д.И.
Менделеева».Ведущаяорганизация:аэрокосмическийФГАОУуниверситетВОимени«СамарскийакадемикагосударственныйС.П.Королёва(национальный исследовательский университет)».Защита состоится «17» сентября 2015 г. в 15:00 на заседаниидиссертационного совета Д 212.232.37 по защите докторских и кандидатскихдиссертаций при Санкт-Петербургском государственном университетепо адресу: 199034, Санкт-Петербург, Средний проспект В.О., д. 41/43,Большая химическая аудитория.СдиссертациейможноознакомитьсявНаучнойбиблиотекеим.
М. Горького и на сайте Санкт-Петербургского государственногоуниверситета (www.spbu.ru).Автореферат разослан __________________ 2015 г.Ученый секретарьДиссертационного совета/В.В. Панчук/2АктуальностьСинглетный кислород (СК) применяется во многих областях человеческой жизни:в медицине для стерилизации крови, активации биологических процессов, при терапиирака, очистке сточных вод и т.д.
При этом он обладает и рядом отрицательных свойств:способствует старению полимеров, является компонентом фотохимического смога.По этой причине необходим контроль содержания синглетного кислорода в воздухе.Существующие методы определения СК имеют ряд ограничений. Так, методыизотермического микрокалориметра и фотоионизации – малоселективны; спектральные –селективны, но требуют наличия стандартных образцов синглетного кислорода,отсутствующих в настоящее время.Селективным для этой цели мог бы быть т.н. метод химических «ловушек», гдев качестве стандарта используется не сам синглетный кислород, а продукт еговзаимодействия с химическим соединением. Это позволило бы успешно использоватьданный подход при определении синглетного кислорода в жидких и газовых средах.Однако наряду с улавливанием СК в процессе химической реакции, возможна егобезызлучательнаядезактивация,вызваннаяразличнымивзаимодействиямис компонентами аналитической системы (стенками посуды, молекулами растворителя идр.).
В качестве нового подхода к определению синглетного кислорода в воздухев последние годы рассматривается улавливание его 1,3-диеновыми системами. В даннойработе выявляются возможности определения СК посредством взаимодействия егос различными 1,3-диеновыми системами (9,10-дифенилантрацен (ДФА), фурфуриловыйспирт и α-терпинен), нанесенными на политетрафторэтилен (ПТФЭ) или полистирольныйсорбент ХАД-2 с установлением и возможным исключением причин, способных вызватьфизическую дезактивацию СК.ЦельРазработка общей схемы газохроматографического определения синглетногокислорода с его предварительным хемосорбционным концентрированием 1,3-диенами(фурфуриловыйспирт,9,10-дифенилантрацен,α-терпинен),нанесеннымина полистирольный сорбент ХАД-2 и политетрафторэтилен.В связи с поставленной целью решались задачи:31.Выявление возможности хемосорбционного выделения синглетного кислородаиз воздуха 1,3-диенами: 9,10-дифенилантраценом, фурфуриловым спиртом иα-терпиненом – в условиях их удерживания на гидрофобных носителях ПТФЭ иХАД-2.2.Фотохимическийфурфуриловогосинтезспиртапродуктовсвзаимодействиясинглетнымкислородомдифенилантраценадляидентификацииииопределения последнего в воздухе методом ВЭЖХ с диодно-матричнымдетектированием.3.Проверка стабильности аскаридола – продукта взаимодействия синглетногокислорода с α-терпиненом – в условиях газохроматографического анализа ихромато-масс-спектрометрическоеопределениевозможныхпродуктовегоразложения.4.Выявление возможности количественного определения аскаридола методомспектроскопии комбинационного рассеяния.5.Экспериментальная проверка влияния поверхности носителей на дезактивациюсинглетного кислорода в процессе его хемосорбционного выделения.6.
Разработка схемы определения массовой концентрации синглетного кислородав потоке воздуха, создаваемым генератором СК и ее апробация.Научная новизнаПредложенаметодикаопределениясинглетногокислородаввоздухес хемосорбционной конверсией в аскаридол с газохроматографическим определениемпоследнего.Установлено, что в ряду политетрафотрэтилен, кварц, стекло, полистиролнаименьшеевлияниенадезактивациюсинглетногокислородаоказываетполитетрафторэтилен.Предложены пути нивелирования дезактивации синглетного кислорода за счетпокрытия доступной ему поверхности сорбента хемосорбционным реагентом.Сравнениехемосорбционныхсистем(9,10-дифенилантрацен–ХАД-2,9,10-дифенилантрацен – ПТФЭ; α-терпинен – ПТФЭ; α-терпинен – ХАД-2) показало, чтоколичественная конверсия при определении СК достигается при использовании системыα-терпинен – ХАД-2.4Практическая значимость работыПредложена общая схема определения синглетного кислорода в воздухес пределом обнаружения 20 нг/м3, включающая обоснование выбора материалов линиипробоотбора и блока хемосорбционной конверсии синглетного кислорода в аскаридол.Обоснована возможность фотосенсебилизированного генерирования воздухас заданным содержанием синглетного кислорода.Обоснован выбор хемосорбционной системы – α-терпинен, сорбированныйна полистирольный сорбент ХАД-2 – для количественной конверсии синглетногокислорода в аскаридол.Положения, выносимые на защиту1.Обоснование выбора хемосорбционной системы 1,3-диен (фурфуриловый спирт,9,10-дифенилантрацен, α-терпинен) – сорбент (ПТФЭ, полистирольный сорбентХАД-2) для улавливания синглетного кислорода в образцах анализируемого воздуха.2.Хромато-масс-спектрометрический анализ продуктов взаимодействия α-терпинена исинглетного кислорода для выбора способа детектирования.3.Подавление процесса изомеризации аскаридола путём оптимизации режима ГХопределениясинглетногокислорода(температураиспарителя,детектора,кондиционирование колонки растворами аскаридола различной концентрации).4.Обоснование возможности использования генератора СК для получения поверочныхгазовых смесей с заданным содержанием синглетного кислорода.5.Факторы, оказывающие мешающее влияние при количественной конверсиисинглетного кислорода в аскаридол, и пути их устранения.6.Общаясхемагазохроматографическогоопределениясинглетногокислородав воздушных средах, основанная на его улавливании α-терпиненом, нанесеннымна полистирольный сорбент ХАД-2, обеспечивающая предел обнаружения СК20 нг/м3.Структура и объем работыДиссертация состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части,глав обсуждения результатов эксперимента, выводов, списка публикаций по темедиссертации.
Диссертация изложена на 142 страницах машинописного текста, содержит19 таблиц, 100 рисунков, список используемых источников из 160 наименований.5Апробация работыМатериалы диссертации представлены в 3-х статьях в журналах, входящихв перечень ВАК, в 9 тезисах конференций. Результаты работы докладывалисьна конференциях: IV Научная конференция студентов и аспирантов химическогофакультета СПбГУ (2010, Санкт-Петербург, Россия), Всероссийская конференция«Хроматография – народному хозяйству» (2010, Дзержинск, Россия), Всероссийскаяконференция молодых ученых, аспирантов и студентов с международным участием«Менделеев – 2012» (2012, Санкт-Петербург, Россия), International Student Conference“Science and Progress” (2012, Санкт-Петербург, Россия), Всероссийский симпозиумс участием иностранных ученых «Кинетика и динамика обменных процессов» (2012,Краснодарский край, Россия), VIII Всероссийская конференция с международнымучастием молодых ученых по химии «Менделеев – 2014» (2014, Санкт-Петербург,Россия), III Всероссийская студенческая конференция с международным участием«Химия и химическое образование XXI века» (2015, Санкт-Петербург, Россия), IXМеждународная конференция молодых ученых по химии «Менделеев – 2015» (2015,Санкт-Петербург,Россия),хроматографии» сВсероссийскаямеждународнымконференция«Теорияиучастием, посвященная памятипрактикапроф.М.С.Вигдергауза (2015, Самара, Россия).ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫВо Введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цели изадачи исследования.В Главе 1 (обзор литературных данных) представлена информация о структуресинглетного кислорода и его свойствах.
Рассмотрены основные способы генерациисинглетногокислорода:фотохимическиесприменениемфотосенсибилизаторов,химические и физические (дуговой разряд, прямое возбуждения излучением 1270 нм), атакже физико-химические методы определения синглетного кислорода, их достоинства иограничения. Обсуждаются области применения синглетного кислорода.Глава 2 включает описание используемых методов (газовая и жидкостнаяхроматография,масс-спектрометрия,спектрометриякомбинационногорассеяния),аппаратуры, реагентов, построения градуировочных зависимостей, процедуры нанесенияα-терпинена,9,10-дифенилантраценаифурфуриловогоспиртанасорбенты6(политетрафторэтилен и ХАД-2), способы пробоотбора воздуха, содержащего синглетныйкислород, и определение степеней извлечения образовавшихся продуктов взаимодействияСК с поглотительными системами.
Обсуждаются результаты по выявлению стабильностиаскаридолаприегогазохроматографическомопределенииихромато-масс-спектрометрическая идентификация продуктов его разложения.Глава 3С целью определения синглетного кислорода в воздухе изучены возможностииспользования различных 1,3-диеновых систем для улавливания синглетного кислорода:9,10-дифенилантрацен, фурфуриловый спирт и α-терпинен. Эти соединения имеютблизкие константы скорости взаимодействия с СК (~106, ~107-8, ~107 дм3моль-1с-1,соответственно) и реагируют с ним по механизму [4+2]-циклоприсоединения.Выбранные химические соединения для хемосорбционного концентрирования СКиз воздуха наносили на сорбенты политетрафторэтилен (ПТФЭ) и ХАД-2 из хлороформаили хладона 113.
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.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
