Способ определения кислорода в газах

 

Изобретение относится к аналитической химии (области люминесцентного анализа неорганических веществ) и может быть использовано для определения микроколичеств кислорода в газах. Целью изобретения является повышение чувствительности определения кислорода в диапазоне концентраций 0,17-440 мкг/л и повышение селективности в присутствии азота и гелия. Способ включает сорбцию эозина на кремнеземе, содержащем химически привитые молекулы триметилпропиламмоний хлорида, и измерение линейного повышения интенсивности замедленной флуоресценции поверхности сорбента. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИК

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

gg1)5 G 01 N 21/64

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ с

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4406472/31-25 (22) 07.04.88 (46) 07.05.90. Бюл. и 17 (71) МГУ им. М.В. Ломоносова и Карагандинский.государственный университет (72) B.Â. Брюханов, Н.X Ибраев, Г.А. Кецле, В.Ч. Лауринас, З.М. Мулдахметов, К.Ф. Регир и В.К. Рунов (53) 543.42(088.8) (56) Иванов В.M. и др. Сорбционное концентрирование и разделение микроэлементов на химически модифицирован" ных кремнеземах. - В кн, Определение малых концентраций элементов. - М.:

Наука, 1986, с. 107-121.

Авторское свидетельство СССР

Г" 1438422, кл . G 01 N 21/64, 1987.

Авторское свидетельство СССР

Ь" 1363031, кл. С; 01 N 21/64, 1987.

Изобретение относится к аналитичес- кой химии (области люминесцентного анализа неорганических веществ) и мо" жет быть использовано для определения микроколичеств кислорода в газах.

Цель изобретения - повышение чувствительности и селективности определения кислорода в диапазоне концентраций 0,17-440 мкг/л.

Если молекулы химически привиты, то их взаимодействие с матрицей (в данном случае с кремнеземом) приводит к образованию новой химической связи.

si-о-Ъ-(cH ),-й(сн,),с1 .

Триметилпропиламмоний хлорид можно сорбировать на кремнезем путей удаления растворителя, в котором растворе"

ÄÄSUÄÄ 1562795 А 1

2 (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КИСЛОРОДА В

ГАЗАХ (57) Изобретение относится к аналитической химии (области люминесцентного анализа неорганических веществ) и может быть использовано для определения микроколичеств кислорода в газах. Цел ью изобретения является повышение чувст вител ьности определения кислорода s диапазоне концентраций

0,17-440 мкг/л и повышение селактивности в присутствии азота и гелия.

Способ включает сорбцию эозина на кремнеземе, содержащем химически привитые молекулы триметилпропиламмоний хлорида и измерение линейного повышения интенсивности замедленной флуоресценции поверхности сорбента.

1 з.п. ф-лы, 1 табл. но указанное соединение. Однако при обработке полученного сорбента раствором эозина триметилпропиламмоний хлорид десорбируется и поэтому цель изобретения не может быть достигнута.

Сорбция эозина на кремнеземе, содержащем химически привитые молекулы триметилпропиламмоний хлорида, сопро" вождается увеличением времени жизни триплетных молекул красителя, в результате чего скорость бимолекулярного процесса взаимодействия сорбированных молекул эозина и триплетнЫх молекул кислорода возрастает, что приводит к увеличению чувствительности определения кислорода в диапазоне концентраций 0,17- 440 мкг/л. Нижняя

1562795

5. 10 Мг ) помещают в кювету, которую присоединяют к вакуумному посту с форвакуумным и диффузионным паромаслянным насосами с азотной ловушкой и откачивают кювету до 5 10 мм рт. ст. Дозацию кислорода в кювету осуществляют добавлением воздуха (при известной температуре и давлении) из небольших точно измеренных объетов. Отношение введенного в систему воздуха к объему кюветы определяют заранее. Измеряют интенсивность замедленной флуоресценции I в максимуме ее свечения (= 572 нм) и строят градуировочную характеристику в координатах Х вЂ” концентрация кисло20 рода, мкг/л.

В диапазоне концентраций кислорода

0,17-440 мкг/л градуировочная характеристика прямолинейна, а интенсивность замедленной флуоресценции увеличивается в 540 раз.

Интенсивность замедленной флуоресценции не изменяется в присутствии .азота и гелия (при атмосферном давлении) .

Пример 2. К 200 мг сорбента в стаканчике добавляют по 10 мл пропанольного раствора эозина с концентра 1ией, изменяющейся в диапазоне

5 10 - 5 -.10 И. Далее поступают, как описано в примере 1, получая сорбенты с содержанием красителя в диапазоне 2,5-10 - 2- 10 Mr (поскольку при концентрациях эозина, больших 2 ° 10 И, сорбция не количественна,. содержание красителя в фазе О сорбента находят по изменению оптической плотности исходного раствора после сорбции).

Отношение интенсивностей замедленной.флуоресценции эозина, сорбирован 1 ного на кремнеземе, содержащем химически привитые молекулы триметилпропиламмоний хлорида, при концентрациях кислорода 440 и 0,17 мкг/л (h) приведено в таблице. 0 ) Содержание эозина, Иг 2,5 10 5 10 5 10 1,5 10 2-10

h . 80 140 540 150 50

Значение h в известном способе рав55 но 90.

Пример 3. Определение кислорода в газообразном азоте высокой чистоты. граница концентраций кислорода является нижней границей определяемых концентраций кислорода данным способом. При концентрациях кислорода, больших 440 мкг/л, чувствительность определения уменьшается в результате насыщения эффекта синглет-триплетной аннигиляции между синглетными молекулами кислорода и триплетными молекулами эозина.

Максимальная чувствительность определения кислорода в диапазоне концентраций 0,17-440 мкг/л наблюдается

° ° ,при содержании эозина 5 10 -1, 5 10 Мг. .I ри содержании; эозина, меньшем

5 10 Mr, чувствительность определения уменьшается за счет -уменьшения скорости синглет-триплетной аннигиляции. При содержании эозина, большем

1 5-10 Иг,, чувствительность определения уменьшается в результате насыщения эффекта синглет-триплетной аннигиляции.

Интенсивность замедленной флуоресценции измеряют на установке, состоящей из кварцевой кюветы толщиной, 1 мм, куда помещают 100 мг кремнезема, содержащего химически привитые молекулы триметилпропиламмоний хлорида, с сорбированным эозином, лазерного источника возбуждения ЛТИПЧ-4, работающего в режиме модулированной добротности (= 20 нс), с усилителем ИЗ-25 (энергия,- 150 мДж íà 9, ==

=.1064 нм), и удвоителем частоты на основе ниобата лития (Я = 532 нм), фотоэлектронного умножителя фЭУ-84 с электрическим фотозатвором с временным разрешением 50 нс и осциллографа С8-12.

Пример 1. К 200 мг кремнезема, содержащего химически привитые молекулы триметилпропиламмоний хлорида (в дальнейшем сорбента), в стаканчике добавляют 10 мл 1 10 + M пропанольного раствора эозина и перемешивают в течение 5 мин. Бесцветную жидкость над сорбентом сливают и сорбент высушивают на воздухе при комнатной

1 температуре. 100 мг, полученного сор бента (содержание красителя

Готовят сорбент, как описано в примере 1. Кювету вакуумируют, через сорбент пропускают поток анализируемого газа при атмосферном давлении и измеряют интенсивность замедленной

2. Способпоп. 1, отличаюшийся тем, что эозин сорбирован. в количестве 5 10 - 1,5.10 Мг .

1. Способ определения кислорода в газах, включающий сорбцию краситеСоставитель О. Бадтиева

Техред М.Дицык Корректор Н. Король

Редактор Н. Лазаренко

Заказ 1059

Подписное

Тираж 515

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина,101

5 1562795 6 флуоресценции. Содержание кислорода лей на кремнеземе, измерение линейно.находят по градуировочной характерис го увеличения интенсивности замедлен тике согласно примеру 1. ной флуоресценции поверхности сорбен.Найдено кислорода 5,0+0,2 мкг/л, та в присутствии кислорода, по величине которой проводят определение, Таким образом, предлагаемый способ отличающийся тем, что,с по сравнению с известным позволяет целью повышения чувствительности и в 6 раз повысить чувствительность селективности определения кислорода определения кислорода в диапазоне 10 в диапазоне концентраций 0,17концентраций 0,17-440 мкг/л. 440 мкг/л, в качестве красителя ис--

Способ характеризуется высокой се- пользуют эозин, который сорбируют на лективностью, определению кислорода кремнеземе, содержащем химически прине мешают азот и гелий. витые молекулы триметилпропиламмоний хлщ)идд °

Формула изобретения