Диссертация (1150335)
Текст из файла
САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТИНСТИТУТ ХИМИИНа правах рукописиЖуравлёва Галина АлександровнаПОВЕРХНОСТНО-СЛОЙНЫЕ СОРБЕНТЫ НА ОСНОВЕНЕПОРИСТЫХ СОЛЕЙ ДЛЯ ГАЗОАДСОРБЦИОННОГОКОНЦЕНТРИРОВАНИЯ И РАЗДЕЛЕНИЯ ПОЛЯРНЫХОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙСпециальность 02.00.02 – Аналитическая химияДИССЕРТАЦИЯна соискание ученой степени кандидата химических наукНаучный руководитель:проф., д.х.н. О.В. РодинковСанкт-Петербург – 20142ОглавлениеВВЕДЕНИЕ ......................................................................................................................
51.КОНЦЕНТРИРОВАНИЕ ПАРОВ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ ПРИАНАЛИЗЕ ВОЗДУХА (аналитический обзор) ............................................................ 91.1. Атмосферный воздух как объект анализа ........................................................... 91.2. Газовая хроматография как метод определения органических соединений ввоздухе ............................................................................................................................ 101.3. Способы концентрирования ЛОС в воздушных средах .................................. 111.3.1. Криогенное концентрирование .......................................................................... 111.3.2. Мембранные и хроматомембранные методы ...................................................
121.3.3. Абсорбция ............................................................................................................ 141.3.4. Адсорбция ............................................................................................................ 151.4.
Закономерности сорбционного концентрирования ............................................ 161.4.1. Типы сорбентов ................................................................................................... 161.4.2. Статическая и динамическая сорбция............................................................... 281.4.3.Влияниевлажностинапроцесссорбционногоконцентрированиякомпонентов ................................................................................................................... 331.4.4. Десорбция ............................................................................................................ 351.4.5. Оценка полярности сорбентов и стационарных фаз в газовой хроматографии.........................................................................................................................................
372. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА ................................................. 392.1. Средства измерения, реактивы, оборудование, химическая посуда ................. 392.2. Методика приготовления модельных растворов и газовых смесей .................. 412.3. Методика оценки сорбционных свойств исследуемых материалов ................. 422.4. Схема осуществления сорбционного концентрирования .................................. 462.5. Обработка результатов измерений и оценка их погрешности ...........................
473. ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА МАТЕРИАЛОВ И МЕТОДИК ПОЛУЧЕНИЯПОВЕРХНОСТНО-СЛОЙНЫХ СОРБЕНТОВ С РАЗЛИЧНОЙ ПОЛЯРНОСТЬЮ......................................................................................................................................... 4933.1. Обоснование выбора материалов для получения поверхностно-слойныхсорбентов ........................................................................................................................ 493.2. Методики приготовления поверхностно-слойных сорбентов ........................... 524.ЗАКОНОМЕРНОСТИСОЕДИНЕНИЙИЗУДЕРЖИВАНИЯГАЗОВОЙФАЗЫПОЛЯРНЫХСОРБЕНТАМИОРГАНИЧЕСКИХНАОСНОВЕНЕПОРИСТЫХ СОЛЕЙ ............................................................................................... 564.1.
Закономерности удерживания органических соединений ПСС на основенепористых солей и минерального носителя ............................................................. 564.2. Влияние концентрации органических соединений на параметры удерживания......................................................................................................................................... 594.3. Влияние содержания непористой соли в ПСС на параметры удерживания .... 634.4. Влияние расхода газовой фазы через сорбционную колонку на параметрыудерживания аналитов ..................................................................................................
644.5. Закономерности удерживания паров органических соединений ПСС наоснове непористых солей и гидрофобных сорбентов ............................................... 674.6. Оценка полярности сорбентов на основе хлорида кобальта (II) пригазохроматографическом разделении .......................................................................... 695. РАЗРАБОТКА ТВЕРДОФАЗНОГО ОСУШИТЕЛЯ ДЛЯ ИЗБИРАТЕЛЬНОГОПОГЛОЩЕНИЯ ВОДЯНОГО ПАРА ПРИ ГАЗОХРОМАТОГРАФИЧЕСКОМАНАЛИЗЕВЛАЖНОГОВОЗДУХАCСОРБЦИОННЫМКОНЦЕНТРИРОВАНИЕМ ..........................................................................................
715.1. Выбор оптимального материала осушителя для газохроматографическогоопределения низших спиртов и кетонов во влажном воздухе .................................. 715.2. Влияние содержания фторида калия на порохроме на параметры удерживанияводяного пара .................................................................................................................
735.3. Влияние расхода газа-носителя на параметры удерживания паров воды ........ 745.4. Влияние осушителя на параметры удерживания ПСС ....................................... 766. ДВУХКОЛОНОЧНАЯ СХЕМА СОРБЦИОННОГО КОНЦЕНТРИРОВАНИЯДЛЯ ГАЗОХРОМАТОГРАФИЧЕСКОГО АНАЛИЗА ВЛАЖНОГО ВОЗДУХА .... 824ВЫВОДЫ ....................................................................................................................... 88Перечень сокращений и условных обозначений........................................................ 89СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ............................................................................................. 905ВВЕДЕНИЕАктуальность темы исследования. Определение полярных органическихсоединений в атмосферном воздухе на уровне предельно допустимых и фоновыхконцентрацийтребуетприменениявысокоэффективныхметодовконцентрирования.
К подобным методам в настоящее время относитсядинамическая сорбция, которая осуществляется при пропускании пробыанализируемоговоздухачерезколонку,заполненнуюсорбционного концентрирования паров органическихсорбентом.соединенийДляширокоприменяют пористые адсорбенты с развитой поверхностью, такие как цеолиты,силикагели, оксид алюминия, активные угли. В последние годы для этой цели всёчаще используются гидрофобные полимерные адсорбенты. Общим недостаткомперечисленных сорбентов является низкая сорбционная емкость по отношению кполярным органическим соединениям, таким как метанол и ацетон, что непозволяет достигать высоких коэффициентов концентрирования указанныхсоединений. Особенно остро эта проблема стоит при определении этих аналитовво влажном воздухе, поскольку наличие водяного пара резко снижаетсорбционную ёмкость сорбентов [1-3].
Одним из возможных путей решенияуказанной проблемы является поиск сорбентов, проявляющих способность кспецифической сорбции полярных соединений.Степень разработанности темы исследования. К числу сорбционноактивныхматериалов,возможностикоторыхдлягазоадсорбционногоконцентрирования низкомолекулярных полярных органических соединений донастоящего времени не изучены, относятся непористые неорганические солищелочных,щелочноземельныхипереходныхметаллов.Всилунизкойсобственной удельной поверхности эффективное применение непористых солейстановится возможным только после их нанесения на поверхность пористогоносителя, то есть в виде поверхностно-слойных сорбентов. Опыт применениянекоторых непористых солей для решения задач газохроматографическогоразделения полярных органических соединенийделает обоснованным их6изучение с позиции газоадсорбционного концентрирования указанных аналитов.Актуальность работы подтверждается поддержкой со стороны Российского фондафундаментальных исследований (грант 12-03-00640a).Цель настоящей работы – разработка высокоэффективных поверхностнослойных сорбентов на основе непористых солей для газоадсорбционногоконцентрирования и разделения полярных низкомолекулярных органическихсоединений.
Для достижения этой цели было необходимо решить следующиезадачи:Выбрать1.оптимальныеносителиисорбционно-активныематериалы и разработать методики получения сорбентов на основенепористых солей для газоадсорбционного концентрирования и разделенияполярных органических соединений.Выявить2.закономерностиудерживанияорганическихсоединений на этих сорбентах и сопоставить их сорбционные свойства сосвойствамиизвестныхсорбентовистационарныхжидкихфаз,используемых для концентрирования и разделения полярных органическихсоединений.3.Разработатьселективныйтвердофазныйосушитель,избирательно поглощающий водяной пар из потока воздуха и неудерживающий полярные органические соединения.4.Обосновать схему сорбционного концентрирования полярныхорганических соединений из влажного воздуха с использованием этогоосушителя и оценить её аналитические возможности.Научнаясорбционнымновизна.сродствомПредложеныкобладающиенизкомолекулярнымуникальнополярнымвысокиморганическимсоединениям сорбенты, содержащие сорбционно-активные неорганические соли.Впервые получены и выявлены закономерности удерживания микроконцентрацийпаров органических соединений различной полярности на поверхностно-слойныхсорбентах, состоящих из: сорбционно-активной непористой соли (САНС) на7гидрофильном носителе и САНС на гидрофобном сорбенте.
При этом впервыеустановлено, что в отличие от макропористых сорбентов модификация микро- имезопористых полимерных и углеродных сорбентов неорганическими солями невлияет на их способность к удерживанию неполярных органических соединений иприводит к многократному увеличению параметров удерживания полярныхорганических соединений.Теоретическая и практическая значимость. Разработаны методикиполучения поверхностно-слойных сорбентов, содержащих САНС. Проведенаоценка аналитических возможностей подобных сорбентов применительно ксорбционномуконцентрированиюигазохроматографическомуразделениюлетучих органических соединений различной полярности. Установлено, что посвоей полярности и способности к удерживанию полярных органическихсоединений разработанные сорбенты значительно превосходят известные.Предложен селективный твердофазный осушитель на основе фторида калия,избирательно поглощающий водяной пар из потока воздуха и не удерживающийполярныеорганическиесоединения.Разработанасхемасорбционногоконцентрирования полярных органических соединений из влажного воздуха сиспользованием этого осушителя и проведена оценка её аналитическихвозможностей.Методология и методы исследования.
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}
