Диссертация (1150335), страница 8

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 8)

Расход газа измерялимыльно-пленочнымрасходомером.Контрольныеизмеренияконцентрациианалитов в генерируемых МГС до и после эксперимента во всех случаяхуказывали на их незначимое отличие, то есть концентрация аналитов в МГСоставалась практически постоянной.2.3. Методика оценки сорбционных свойств исследуемых материаловИсследования проводились на лабораторном газовом хроматографе «Цвет500М», снабженном пламенно-ионизационным детектором, с использованиемметаллической насадочной колонки (1м х 3 мм), заполненной полимернымсорбентом хромосорбом-1 (0,25-0,5 мм). Дозирование газовой фазы проводили сиспользованием крана-дозатора с дозирующей петлей, объемом 1 мл.Расходгаза-носителяизмерялиспомощьюмыльно-плёночногорасходомера и секундомера и рассчитывали по формуле:WG VGt(2.2),где VG – объём газа-носителя, мл; t – время, с.Схема для определения параметров удерживания паров органическихсоединений из потока газа приведена на рисунке 2.1.43Рисунок 2.1.

Схема для определения параметров удерживания пароворганических соединений из потока газа. 1 – сосуд с раствором тестовыхсоединений, 2 – колонка с сорбентом, 3 – регулятор расхода, 4 – манометр, 5 –кран-дозатор, 6 – дозирующая петля, 7 – газохроматографическая колонка, 8 –детектор.ДляопределенияобъемовудерживанияЛОСизгазовойфазыэкспериментально определяли выходные кривые удерживания из потоканасыщенного водяным паром азота в колонке, заполненной тем или инымпористым материалом.

Найденные объемы удерживания относили к массенавески адсорбента, используемого для газоадсорбционного концентрированияаналитов из потока газа-экстрагента.Колонку (2) заполняли навеской сорбента, пропускали через нее потоказота, проходящий через сосуд (1), заполненный водным раствором с известнойконцентрациейаналита.Потокгаза-носителярегулировалиспомощьюрегулятора расхода (3) и контролировали с помощью манометра (4).

Припрохождении азота через сосуд он насыщался парами аналита до концентрации,соответствующей равновесному распределению аналита в системе жидкость – газ.Выходящий из колонки поток азота направляли в дозирующую петлю (6) кранадозатора (5), находящегося в положении «отбор пробы», обозначенном нарисунке 2.1 сплошными линиями.

Через определенные интервалы времени44переводили кран-дозатор в положение «анализ». При этом происходилодозирование 1 мл азота, выходящего из колонки, в газовый хроматограф, где онасначала попадала в газохроматографическую колонку (7), а затем на детектор (8).Схема установки для получения информации об удерживании паров водыприведена на рисунке 2.2.Рисунок 2.2. Схема для определения объемов до проскока паров воды.

1 –регулятор расхода, 2 – манометр, 3 – сосуд с раствором тестовых соединений, 4 –колонка с исследуемой солью, 5 – колонка, заполненная хлоридом кобальта.После колонки с солью (4) подсоединяли колонку, заполненную хлоридомкобальта, который как было установлено ранее, заведомо удерживает водяной пар(5). Периодически через каждые 5 минут измеряли массы обеих колонок.Увеличение массы второй колонки указывало на проскок паров воды.Пополученнымданнымстроилизависимостьмассыколонокснеорганическими солями (m) от объема пропущенного газа (V). Объемпропущенного газа, соответствующий резкому возрастанию функции m (V), былпринят за объем до проскока воды.Параметры удерживания аналитов на исследуемых сорбентах оценивали намодельных газовых смесях тестовых соединений, которые получали, пропускаяпоток воздуха c определенной объемной скоростью WG через жидкие растворы сзаданной концентрацией этих соединений.

В качестве основного компонентараствора при генерировании газовых смесей полярных соединений (спирты,кетоны) использовали воду или этиленгликоль, а для неполярных соединений45(углеводороды и хлороформ) – вазелиновое масло. Концентрации тестовыхсоединений в модельных газовых смесях составляли (50  5) мг/м3, а ихконцентрации в растворах для генерирования этих смесей задавали, исходя иззаранее экспериментально найденных по известной методике коэффициентовраспределения между жидкой и газовой фазами [103]. Поток модельной газовойсмеси направляли в колонку с сорбентом для концентрирования, а выходящий изсорбционной колонки поток газа подавали в дозирующую петлю (1 см 3)обогреваемого крана-дозатора, с помощью которого периодически отбиралипорции газовой фазы и вводили их в газовый хроматограф.

Тестовые соединенияопределялинахроматографе«Цвет500М»спламенно-ионизационнымдетектором и микронасадочной аналитической колонкой 100 х 0.2 см схромосорбом 101.На хроматограммах измеряли высоты пиков аналита (h) и относили их квысотам пиков, полученным при вводе в хроматограф модельной газовой смеси,поступающей в сорбционную колонку (h0). В пределах линейной областизависимости сигнала детектора от концентрации аналита величина h/h0 равнавеличине с/c0, где с и c0 – концентрации аналита на выходе из сорбционнойколонки и на входе в нее, соответственно. Строили выходные кривыеудерживания тестовых соединений в виде зависимостей с/с0 от V, где V – объемгаза, пропущенного через колонку. Из полученных кривых определяли объем допроскока (VB) и объем удерживания (VR).

За величину VB принимали объем газа,пропущенного через колонку (V), который соответствует 95%-ному извлечениюаналита из пробы. За величину VR принимали объем пропущенного через колонкугаза, для которого выполняется условие: с/с0 = 0.5.В качестве показателя эффективности массообмена принимали величинувысоты, эквивалентной теоретической тарелке.

Как следует из общей теориидинамики сорбции, объем удерживания не зависит от эффективности (n) и,следовательно, от скорости пропускания пробы и размера частиц сорбента. Числоn увеличивается пропорционально увеличению длины сорбционной колонки и46уменьшению размера частиц сорбента, а зависимость числа эквивалентныхтеоретических тарелок от скорости потока пробы имеет максимум. Следуетотметить, что при прочих равных условиях рост значения nприводит кувеличению объема пробы VВ:1 VB  VR 1 .n(2.3)В пределе, при n, стремящемся к бесконечности, VВ стремится к VR. В этомслучае n может быть рассчитано на основании экспериментально полученнойвыходной кривой по следующей формуле [114]:nVR 2VR  V0.159 2(2.4),где VR – объем удерживания; V0,16 - объем пропущенной через колонку илиматрицу пробы, для которого выполняется условие с/с0 = 0,16.2.4.

Схема осуществления сорбционного концентрированияСхема осуществления сорбционного концентрирования из газовой фазы споследующей термодесорбцией приведена на рисунке 2.3.Рисунок 2.3. Схема осуществления сорбционного концентрирования изгазовой фазы с последующей термодесорбцией. 1 – сосуд с раствором тестовыхсоединений, 2 – колонка с сорбентом, 3 – регулятор расхода, 4 – манометр, 5 –кран-дозатор, 6 – газохроматографическая колонка, 7 – детектор, 8 –нагревательная печь (280 0С), 9 – колонка с осушителем.47Процедура концентрирования включала 2 этапа:1 этап (адсорбция).

Поток газа-экстрагента в течение заданного интервалавремени пропускали через две последовательно соединенные колонки (2, 9), однаиз которых заполнена осушителем, а другая (U – образная колонка) - навескойсорбента. Поток газа-носителя регулировали с помощью регулятора расхода (3) иконтролировали с помощью манометра (4).

Объем пропущенной пробыопределяли с помощью секундомера и мыльно-пленочного расходомера.2 этап (десорбция). После пропускания определенного объема пробысорбционную колонку (2) устанавливали на место дозирующей петли кранадозатора (5) и нагревали в электропечи (8). После переключения крана-дозаторадесорбированные аналиты из концентрирующей колонки потоком газа-носителяпоступали в газохроматографическую колонку (6) и на детектор (7). Послеполучения хроматограммы концентрирующую колонку вынимали из электропечии охлаждали до комнатной температуры, после чего система была готова дляпроведения следующего анализа.2.5.

Обработка результатов измерений и оценка их погрешностиМатематическуюобработкурезультатовизмеренияпроводиливсоответствии с общепринятыми правилами [104-106].Случайную составляющую погрешности результата измерений оценивалипо формуле:х  t ( p, n) S xn(2.5),где t(p,n) - табличное значение коэффициента Стьюдента для доверительнойвероятности Р = 0,95 и числа измерений n; Sx – среднеквадратичное отклонениеизмеренной величины в серии измерений.Расчет среднеквадратичного отклонения проводили по формуле:Sx xi  x 2n 1(2.6),48где xi – результаты измерений; x – среднее арифметическое значение результатовизмерений; n - число измерений.Неисключенная систематическая погрешность после введения поправокрезультата измерения в соответствии с [107-108] складывается из неисключенныхсистематических погрешностей метода, средств измерений и других источниковсистематической погрешности, в качестве которых при проведении химическогоанализа выступают систематические погрешности отбора пробы, приготовленияградуировочных растворов и построения градуировочной зависимости.В практике химического анализа стремятся к разработке методик,систематическая погрешность которых не значима на фоне случайного разбросарезультатов.

Характеристики

Список файлов диссертации