Способ определения кислорода в газах

 

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к области люминесцентного анализа неорганических веществ, и может быть использовано для определения микроколичеств кислорода в газах. Цель - повышение чувствительности определения в диапазоне концентраций 150-1000 мкг/л. Способ включает сорбцию родаминовых красителей в количестве 7-10 -3 -10 М-г , .обработку сорбента раствором иодида лития и измерение линейного увеличения интенсивности замедленной флуоресценции поверхности сорбента. (Л 00 О5 со OQ ю

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

2 А1 (19) (1I) (51) 4 С 01 N 21/64

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ф

1г1 «

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

И ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4091105/31-25 (22) 14.05.86 (46) 30.12.87. Бюл. У 48 (71) МГУ им. М.В.Ломоносова и Карагандинский государственный университет (72) И.П.Алимарин, В.В.Брюханов, В.Ф.Дурнев, Г.. А.Кецле, К.Ф.Регир, В.К.Рунов и Ж.К.Смагулов (53) 543. 426(088.8) (561 Лейте В. Определение загрязнений воздуха в атмосфере и на рабочем месте. Л.: Химия, 1980, с. 140-147.

Захаров И.А., Алесковскйй В.Б.

" Влияние носителя на тушение фосфоресценции трипафлавина кислородом.—

Ж. физ. химии, 1966, т. 40, В 5, с. 985-991. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КИСЛОРОДА В

ГАЗАХ (57) Изобретение относится к аналитической химии, а именно к области люминесцентного анализа неорганических веществ, и может быть использовано для определения микроколичеств кислорода в газах. Цель - повышение чувствительности определения в диапазоне концентраций 150-1000 мкг/л. Способ включает сорбцию родаминовых краси-у -6 1 телей в количестве 7.10 -3 10 М.г, обработку сорбента раствором иодида лития и измерение линейного увеличения интенсивности замедленной флуоресценции поверхности сорбента.

1

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к люминесцентному анализу неорганических веществ, и может быть использовано для опре5 деления микроколичеств кислорода в газах.

Цель изобретения — повышение чувствительности определения кислорода в диапазоне концентраций 150-1000 мкr/л. 10

Использование родаминовых красителей обусловлено большими значениями их квантовых выходов быстрой флуорес ценции, а добавление иодида лития вызвано увеличением выхода в триплет- 16 ное состояние молекул родаминовых красителей, что в совокупности приводит к повышению чувствительности определения. Максимальная чувствительность определения наблюдается при введении красителя в количестве 7 х х 10 — 3 ° 10 M-r . При содержании красителя меньше 7 10 M г чувствительность определения уменьшается, При содержании красителя больше 3 х 25 х 10 Mr чувствительность определе-6 ния уменьшается и зависимость интенсивности замедленной флуоресценции от концентрации кислорода нелинейна.

Интенсивность замедленной флуоресцен- 30 ции сорбированных на кремнеземе молекул родаминовых красителей в присутствии иодида лития связана с концентрацией кислорода в диапазоне 1501000 мкг/л линейной зависимостью, тангенс угла наклона которой определяется эффективным комбинированным влиянием внешних тяжелых атомов (иодид-ионы) и трнплетных молекул кислорода на интеркомбинационные переходы в молекулах родаминовых красителей, закрепленных на поверхности сорбента.

Интенсивность замедленной флуоресценции измеряли на установке, состоящей из кварцевой кюветы толщиной 1мм, куда помещали кремнезем (0,1 r) с сорбированным на нем красителем, лазерного источника возбуждения ЛТИПЧ4, работающего в режиме модулированной добротности (= 20 нс) с усилителем ИЗ-25 (энергия 150 мДж на

1060 нм) и удвоителем частоты на основе ниобата лития (h = 530 нм), фотоэлектронного умножителя ФЗУ-84 с

55 электрическим фотоэатвором с временем разрешения 50 нс и осциллографа С8-13.

Пример 1. К 0,2 r кремнезема марки "Силохром С-80" (фракция 0,232 2

0,3 мм) в стаканчике добавляют 5 мл

1 10 M раствора родамина ЗС и перемешивают в течение 5 мин. Бесцветную жидкость над сорбентом сливают, до; бавляют 10 мл 1 10 М раствора иодида лития и перемешивают в течение

5 мин. Жидкость над сорбентом сливают и сорбент высушивают на воздухе при комнатной температуре. 0,1 r полученного сорбента (содержание красителя

2,5 ° 10 M г ) помещают в кювету, которую присоединяют к вакуумному посту с форвакуумным и диффузионным промасляным насосами и азотной ловушкой, и вакуумируют кювету до 5 10 мм.рт,ст.

6 ,Дозацию кислорода в кювету осуществляют добавлением воздуха (при известных температуре и давлении) из небольших точно измеренных объемов.

Отношение введенного в систему воздуха к объему кюветы определяют заранее. Измеряют интенсивность замедленной флуоресценции (1 1 ) в максимуме ее свечения (g = 560 нм) и строят градуировочную характеристику в коор-, динатах ? р — концентрация кислорода, мкг/л.

В диапазоне концентраций кислорода

150-1000 мкг/л градуировочная характеристика представляет собой прямую линию, а интенсивность замедленной флуоресценции увеличивается в 18 раз, коэффициент чувствительности равен

0,034 и не изменяется при изменении содержания родамина ЗС в диапазоне

710 -310 Мг

Интенсивность замедленной флуорес- ценции не изменяется в присутствии азота и гелия (при атмосферном давлении).

Пример 2. К 0,2 r кремнезема марки "Силохром С-80" добавляют 5 мл

1 10 М раствора родамина 6Ж. Далее поступают, как в примере 1, и получают сорбент с содержанием красителя

2,5 10 M r . В диапазоне концентраций кислорода 150-1000 мкг./л градуировочная характеристика представляет собой прямую линию, интенсивность замедленной флуоресценции увеличивается в 18 раз, коэффициент чувствительности равен 0,034.

Для этилового эфира незамещенного родамийа и бутилового эфира родамина

ЗС приведенные выше значения аналогичны, лизов, Формула изобретения

Составитель О.Бадтиева

Техред М.Ходаиич

Корр ектор В . Гир ня к

Редактор И.Рыбченко

Заказ 6396/32

Тираж 776

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.; д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4, з 13

Пример 3. Определение кислорода в газообразном гелии высокой чистоты.

Готовят сорбент, как описано в .примере 1. Кювету вакуумируют, через сорбент пропускают поток анализируемого газа при атмосферном давлении и измеряют интенсивность замедленной флуоресценции. Содержание кислорода находят по градуировочной характеристике, построение которой описано в примере 1.

Найдено кислорода, мкг/л: 1,3 ++

+0,1, n= 5.

Таким образом, способ позволяет увеличить чувствительность определения. Кроме того, способ характеризуется малым значением нижней границы определяемых содержаний кислорода и высокой воспроизводимостью результатов анализа — минимальное значение относительного стандартного отклоне1

63032 4 ния равно 0,05. Сорбент с красителем сохраняет свои характеристики по крайней мере в течение полугода, с одним образцом сорбента можно выпол5 нить по меньшей мере две тысячи ана10

Способ определения кислорода в газах, включающий сорбцию основных красителей на кремнеземе и измерение люминесценции поверхности сорбента, о т и и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения чувствительности определения кислорода в диапазоне концентраций 150-1000 мкг/л, кремнезем, содержащий родаминовый краситель в количестве 7 ° 10Г -3 .10 M r, обра-батывают раствором иодида лития и из-меряют линейное увеличение интенсивности замедленной флуоресценции.