|
(21), (22) Заявка: 2001117050/28, 18.06.2001
(24) Дата начала отсчета срока действия патента:
18.06.2001
(45) Опубликовано: 10.10.2002
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске:
RU 2163374 C1, 20.02.2001. RU 2155333 C1, 27.08.2000. RU 2119662 C1, 27.09.1998. RU 2156971 C1, 27.09.2000. RU 2052190 C1, 10.01.1996.
Адрес для переписки:
394000, г.Воронеж, пр. Революции, 19, ВГТА, отдел СМП
|
(71) Заявитель(и):
Государственное образовательное учреждение Воронежская государственная технологическая академия
(72) Автор(ы):
Коренман Я.И., Страшилина Н.Ю.
(73) Патентообладатель(и):
Государственное образовательное учреждение Воронежская государственная технологическая академия
|
(54) СПОСОБ РАЗДЕЛЬНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ НИТРОАНИЛИНОВ В ВОЗДУШНОЙ СМЕСИ С АНИЛИНОМ
(57) Реферат:
Использование: в аналитической химии органических соединений (обнаружение и анализ) и может быть применено при анализе газовых выбросов предприятий по производству анилинокрасочной продукции и боеприпасов. Сущность: для определения осуществляют модификацию электродов сенсора сорбентом, пьезокварцевое детектирование и регенерацию модификатора сенсора, при этом для модификации электродов сенсора применяют толуольные или ацетоновые растворы триоктиламиноксида или полистирола, нанесенные пленкой массой 5-7 мкг. Технический результат изобретения заключается в снижении пределов обнаружения, повышении воспроизводимости определения, ускорении анализа. 2 табл., 1 ил.
Изобретение относится к аналитической химии органических соединений (обнаружение и анализ) и может быть применено при анализе газовых выбросов предприятий по производству анилинокрасочной продукции и боеприпасов.
Аналогом предлагаемого способа может служить определение изомеров нитроанилина в воздухе, основанное на диазосочетании с -нафтолом в щелочной среде [Технические условия на методы определения вредных веществ в воздухе. М.: Рекламинформбюро ММФ. Вып. Х. – 1977. – 117 c.].
Недостатками известного способа являются необходимость отбора пробы, длительность и низкая селективность анализа.
Недостатками метода являются длительность подготовки индикаторных трубок, применение высоких температур при сушке.
Технической задачей изобретения является определение анилина в воздушной смеси с о-, м- или п-нитроанилином, снижение пределов обнаружения (W, %), повышение воспроизводимости определения, ускорение анализа.
Поставленная задача достигается тем, что в предлагаемом способе определения анилина в воздушной смеси с о-, м- или п-нитроанилином, включающем модификацию электродов сенсора сорбентом, пьезокварцевое детектирование и регенерацию модификатора сенсора, новым является то, что для модификации электродов сенсора применяют толуольные или ацетоновые растворы триоктиламиноксида или полистирола, нанесенные пленкой массой 5-7 мкг.
Положительный эффект по предлагаемому способу достигается за счет нанесения толуольного раствора триоктиламиноксида (ТОАО) и оптимизации условий сорбции (масса и растворитель модификатора).
Способ заключается в том, что пробу воздуха, содержащую пары анилина с о-, м- или п-нитроанилином, помещали в ячейку детектирования с закрепленным сенсором, электроды которого предварительно модифицировали и сушили. В результате сорбции на модификаторе в течение 1,5 мин происходит изменение собственной частоты вибрации резонатора Fс, которая является аналитическим сигналом и связана с концентрацией определяемых веществ в пробе воздуха. Концентрацию о- (1), м- (2) и п- (3) нитроанилинов в смеси с анилином находили по градуировочному графику (см. чертеж). Анализируемую воздушную смесь составляли путем взвешивания (нитроанилины) с учетом плотности (анилин), в приготовленной смеси массовые соотношения компонентов составляли 10:90; 50: 50 и 90:10% для анилина и нитроанилина соответственно.
ПРИМЕРЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ СПОСОБА Пример 1. На обе стороны пьезокварцевого сенсора АТ-среза с Ag-электродами с собственной частотой вибрации 8 МГц микрошприцем наносили 3-4 мкл толуольного раствора ТОАО с концентрацией 1 мкг/мкл. Пленку сушили в сушильном шкафу в течение 2 ч при 45 5oС. При такой обработке сенсора масса пленки модификатора составляет 5-7 мкг. Сенсор охлаждали до комнатной температуры в эксикаторе над слоем осушителя.
После закрепления сенсора в ячейке детектирования измеряли частоту вибрации резонатора с пленкой модификатора. В ячейку вводили анализируемую пробу и затем регистрировали частоту вибрации резонатора. Регенерацию модификатора электродов проводили в сушильном шкафу в течение 10 мин при 45 5o
Продолжительность анализа, включая модификацию электродов и регенерацию сорбента, составляет 2,1-2,5 ч; при повторных циклах сорбция – десорбция – 25 мин.
Метрологические характеристики способа приведены в табл.1.
Аналитический сигнал с предложенным модификатором по отношению к смеси о-нитроанилина и анилина составляет 2984 Гц.
Пример 2. На обе стороны пьезокварцевого сенсора АТ-среза с собственной частотой вибрации 8 МГц микрошприцем наносили 3-4 мкл ацетонового раствора ТОАО с концентрацией 1 мкг/мкл. Последующие операции проводили, как указано в примере 1.
Метрологические характеристики способа приведены в табл. 1.
Аналитический сигнал с предложенным модификатором по отношению к смеси о-нитроанилина и анилина составляет 1575 Гц.
Пример 3. На обе стороны пьезокварцевого сенсора АТ-среза с собственной частотой вибрации 8 МГц микрошприцем наносили 3-4 мкл толуольного раствора полистирола (ПС) с концентрацией 1 мкг/мкл. Последующие операции проводили, как указано в примере 1.
Метрологические характеристики способа приведены в табл.1.
Аналитический сигнал с предложенным модификатором по отношению к смеси о-нитроанилина и анилина составляет 87 Гц.
Пример 4. На обе стороны пьезокварцевого сенсора АТ-среза с собственной частотой вибрации 8 МГц микрошприцем наносили 3-4 мкл ацетонового раствора ПС с концентрацией 1 мкг/мкл. Последующие операции проводили, как указано в примере 1.
Метрологические характеристики способа приведены в табл.1.
Аналитический сигнал с предложенным модификатором по отношению к смеси о-нитроанилина и анилина составляет 75 Гц.
Пример 5. На обе стороны пьезокварцевого сенсора АТ-среза с собственной частотой вибрации 8 МГц микрошприцем наносили 2 мкл толуольного раствора ТОАО с концентрацией 1 мкг/мкл. Последующие операции проводили, как указано в примере 1.
Метрологические характеристики способа приведены в табл.1.
Аналитический сигнал с предложенным модификатором по отношению к смеси о-нитроанилина и анилина составляет 870 Гц.
Пример 6. На обе стороны пьезокварцевого сенсора АТ-среза с собственной частотой вибрации 8 МГц микрошприцем наносили 5-6 мкл ацетонового раствора ТОАО с концентрацией 1 мкг/мкл. Последующие операции проводили, как указано в примере 1.
Метрологические характеристики способа приведены в табл.1.
Аналитический сигнал с предложенным модификатором по отношению к смеси о-нитроанилина и анилина составляет 1130 Гц.
Пример 7. На обе стороны пьезокварцевого сенсора АТ-среза с собственной частотой вибрации 8 МГц микрошприцем наносили толуольный раствор ТОАО. Далее анализировали, как указано в примере 1.
Метрологические характеристики способа приведены в табл.1.
Аналитический сигнал с предложенным модификатором по отношению к смеси о-нитроанилина и анилина достигает 1400 Гц.
Пример 8. На обе стороны пьезокварцевого сенсора АТ-среза с собственной частотой вибрации 8 МГц микрошприцем наносили толуольный раствор ТОАО. Далее анализировали, как указано в примере 1.
Метрологические характеристики способа приведены в табл.1.
Аналитический сигнал с предложенным модификатором по отношению к смеси о-нитроанилина и анилина достигает 1430 Гц.
Пример 9. На обе стороны пьезокварцевого сенсора АТ-среза с собственной частотой вибрации 8 МГц микрошприцем наносили толуольный раствор ТОАО. Далее анализировали, как указано в примере 1.
Метрологические характеристики способа приведены в табл.1.
Аналитический сигнал с предложенным модификатором по отношению к смеси м-нитроанилина и анилина достигает 3985 Гц.
Пример 10. На обе стороны пьезокварцевого сенсора АТ-среза с собственной частотой вибрации 8 МГц микрошприцем наносили ацетоновый раствор ТОАО. Далее анализировали, как указано в примере 1.
Метрологические характеристики способа приведены в табл.1.
Аналитический сигнал с предложенным модификатором по отношению к смеси м-нитроанилина и анилина достигает 3510 Гц.
Пример 11. На обе стороны пьезокварцевого сенсора АТ-среза с собственной частотой вибрации 8 МГц микрошприцем наносили толуольный раствор ПС. Далее анализировали, как указано в примере 1.
Метрологические характеристики способа приведены в табл.1.
Аналитический сигнал с предложенным модификатором по отношению к смеси м-нитроанилина и анилина достигает 89 Гц.
Пример 12. На обе стороны пьезокварцевого сенсора АТ-среза с собственной частотой вибрации 8 МГц микрошприцем наносили ацетоновый раствор ПС. Далее анализировали, как указано в примере 1.
Метрологические характеристики способа приведены в табл.1.
Аналитический сигнал с предложенным модификатором по отношению к смеси м-нитроанилина и анилина достигает 81 Гц.
Пример 13. На обе стороны пьезокварцевого сенсора АТ-среза с собственной частотой вибрации 8 МГц микрошприцем наносили 2 мкл толуольного раствора ТОАО. Далее анализировали, как указано в примере 1.
Метрологические характеристики способа приведены в табл.1.
Аналитический сигнал с предложенным по отношению к смеси м-нитроанилина и анилина достигает 1450 Гц.
Пример 14. На обе стороны пьезокварцевого сенсора АТ-среза с собственной частотой вибрации 8 МГц микрошприцем наносили 5-6 мкл толуольного раствора ТОАО. Далее анализировали, как указано в примере 1.
Метрологические характеристики способа приведены в табл.1.
Аналитический сигнал с предложенным модификатором по отношению к смеси м-нитроанилина и анилина достигает 1345 Гц.
Пример 15. На обе стороны пьезокварцевого сенсора АТ-среза с собственной частотой вибрации 8 МГц микрошприцем наносили толуольный раствор ТОАО. Далее анализируют, как указано в примере 1.
Метрологические характеристики способа приведены в табл.1.
Аналитический сигнал с предложенным модификатором по отношению к смеси м-нитроанилина и анилина достигает 2230 Гц.
Пример 16. На обе стороны пьезокварцевого сенсора АТ-среза с собственной частотой вибрации 8 МГц микрошприцем наносили толуольный раствор ТОАО. Далее анализировали, как указано в примере 1.
Метрологические характеристики способа приведены в табл.1.
Аналитический сигнал с предложенным модификатором по отношению к смеси м-нитроанилина и анилина достигает 1875 Гц.
Пример 17. На обе стороны пьезокварцевого сенсора АТ-среза с собственной частотой вибрации 8 МГц микрошприцем наносили толуольный раствор ТОАО. Далее анализируют, как указано в примере 1.
Метрологические характеристики способа приведены в табл.1.
Аналитический сигнал с предложенным модификатором по отношению к смеси п-нитроанилина и анилина составляет 6175 Гц.
Пример 18. На обе стороны пьезокварцевого сенсора АТ-среза с собственной частотой вибрации 8 МГц микрошприцем наносили 3-4 мкл ацетонового раствора ТОАО с концентрацией 1 мкг/мкл. Последующие операции проводили, как указано в примере 1.
Метрологические характеристики способа приведены в табл.1.
Аналитический сигнал с предложенным модификатором по отношению к смеси п-нитроанилина и анилина составляет 4800 Гц.
Пример 19. На обе стороны пьезокварцевого сенсора АТ-среза с собственной частотой вибрации 8 МГц микрошприцем наносили 3-4 мкл толуольного раствора ПС с концентрацией 1 мкг/мкл. Последующие операции проводили, как указано в примере 1.
Метрологические характеристики способа приведены в табл.1.
Аналитический сигнал с предложенным модификатором по отношению к смеси п-нитроанилина и анилина составляет 110 Гц.
Пример 20. На обе стороны пьезокварцевого сенсора АТ-среза с собственной частотой вибрации 8 МГц микрошприцем наносили 3-4 мкл ацетонового раствора ПС с концентрацией 1 мкг/мкл. Последующие операции проводили, как указано в примере 1.
Метрологические характеристики способа приведены в табл.1.
Аналитический сигнал с предложенным модификатором по отношению к смеси п-нитроанилина и анилина составляет 93 Гц.
Пример 21. На обе стороны пьезокварцевого сенсора АТ-среза с собственной частотой вибрации 8 МГц микрошприцем наносили 2 мкл толуольного раствора ТОАО с концентрацией 1 мкг/мкл. Последующие операции проводили, как указано в примере 1.
Метрологические характеристики способа приведены в табл.1.
Аналитический сигнал с предложенным модификатором по отношению к смеси п-нитроанилина и анилина составляет 1570 Гц.
Пример 22. На обе стороны пьезокварцевого сенсора АТ-среза с собственной частотой вибрации 8 МГц микрошприцем наносили 5-6 мкл ацетонового раствора ТОАО с концентрацией 1 мкг/мкл. Последующие операции проводили, как указано в примере 1.
Метрологические характеристики способа приведены в табл.1.
Аналитический сигнал с предложенным модификатором по отношению к смеси п-нитроанилина и анилина составляет 1875 Гц.
Пример 23. На обе стороны пьезокварцевого сенсора АТ-среза с собственной частотой вибрации 8 МГц микрошприцем наносили толуольный раствор ТОАО. Далее анализировали, как указано в примере 1.
Метрологические характеристики способа приведены в табл.1.
Аналитический сигнал с предложенным модификатором по отношению к смеси п-нитроанилина и анилина достигает 2000 Гц.
Пример 24. На обе стороны пьезокварцевого сенсора АТ-среза с собственной частотой вибрации 8 МГц микрошприцем наносили толуольный раствор ТОАО. Далее анализировали, как указано в примере 1.
Метрологические характеристики способа приведены в табл.1.
Аналитический сигнал с предложенным модификатором по отношению к смеси п-нитроанилина и анилина достигает 3600 Гц.
Из примеров 1-24 и табл. 1 следует, что решение поставленной задачи достигается тем, что в качестве модификатора электродов резонатора применяли толуольные (примеры 1, 3, 5-9, 11, 13-17, 19, 21-24) или ацетоновые (примеры 2, 4, 10, 12, 18, 20) растворы ПС (примеры 3, 4, 11, 12, 19, 20) или ТОАО (примеры 1, 2, 5-10, 13-18, 21-24) с массой 5-7 мкг (примеры 1-4, 7-12, 15-20, 23, 24). При уменьшении (примеры 5, 13, 21) или увеличении (примеры 6, 14, 22) массы пленки модификатора аналитический сигнал сенсора ( Fс, Гц) при определении нитроанилинов в присутствии анилина снижается, ошибка определения возрастает.
Для определения о- (примеры 1-8), м- (примеры 9-16) и п- (примеры 17-24) нитроанилинов в качестве модификатора электродов резонатора следует применять ТОАО, наносимый из толуольного раствора (примеры 1, 9, 17), т.к. при этом сохраняется высокий отклик резонатора и низкая ошибка определения (W, %). Оптимальным массовым соотношением компонентов в смеси, обеспечивающим получение наибольшего аналитического отклика резонатора и наименьшую ошибку определения о- и п-нитроанилинов в смеси с анилином, является 90:10% соответственно; для м-нитроанилина – 10:90%.
По сравнению с прототипом предлагаемый способ определения анилина в воздушной смеси с о-, м- или п-нитроанилином позволяет сократить продолжительность полного анализа в 1,5-2 раза; повысить воспроизводимость результатов сорбции на одной и той же пленке модификатора в 10 раз; снизить предел обнаружения в 2 раза (табл. 2).
Формула изобретения
Способ раздельного определения анилина в воздушной смеси с о-, м- или п-нитроанилином, включающий модификацию электродов сенсора сорбентом, пьезокварцевое детектирование и регенерацию модификатора сенсора, отличающийся тем, что для модификации электродов сенсора применяют толуольные или ацетоновые растворы триоктиламиноксида или полистирола, нанесенные пленкой массой 5-7 мкг на электроды.
РИСУНКИ
MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 19.06.2003
Извещение опубликовано: 10.02.2005 БИ: 04/2005
|
|