Способ подготовки проб полистирола для определения содержания цинка методом атомно-эмиссионной спектроскопии

Авторы патента:


Способ подготовки проб полистирола для определения содержания цинка методом атомно-эмиссионной спектроскопии
Способ подготовки проб полистирола для определения содержания цинка методом атомно-эмиссионной спектроскопии
G01N1/00 - Исследование или анализ материалов путем определения их химических или физических свойств (разделение материалов вообще B01D,B01J,B03,B07; аппараты, полностью охватываемые каким-либо подклассом, см. в соответствующем подклассе, например B01L; измерение или испытание с помощью ферментов или микроорганизмов C12M,C12Q; исследование грунта основания на стройплощадке E02D 1/00;мониторинговые или диагностические устройства для оборудования для обработки выхлопных газов F01N 11/00; определение изменений влажности при компенсационных измерениях других переменных величин или для коррекции показаний приборов при изменении влажности, см. G01D или соответствующий подкласс, относящийся к измеряемой величине; испытание

Изобретение относится к области аналитической химии и может найти применение в лабораториях, осуществляющих аналитический контроль технологических производств, связанных с получением полистирола. Описан способ подготовки проб полистирола для определения содержания цинка методом атомно-эмиссионной спектроскопии, включающий пробоподготовку анализируемых образцов путем озоления в муфельной печи до углеродистого остатка, отличающийся тем, что углеродистый остаток получают нагреванием образца полимера в муфельной печи до 450-550°С со скоростью 1-7°С/мин и выдерживанием в диапазоне указанных температур в течение 10-30 минут. Техническим результатом заявляемого изобретения является снижение длительности пробоподготовки и повышение точности определения цинка. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.

 

Изобретение относится к области аналитической химии, и может найти применение в лабораториях, осуществляющих аналитический контроль технологических производств, связанных с получением полистирола.

Простейший способ пробоподготовки полимеров для определения цинка методом атомно-эмиссионной спектроскопии состоит в прямом термическом разложении образцов (ГОСТ Р 54545-2011 «Каучуки синтетические. Определение общей и водорастворимой золы». М.: Стандартинформ, 2013 г.). Для этого пробу известной массы нагревают в воздушной атмосфере при соответствующей температуре в кварцевом или фарфоровом тигле в муфельной печи. Полученную золу, состоящую из оксидов или карбонатов металлов, анализируют методом атомно-эмиссионной спектроскопии.

Недостатком такого способа пробоподготовки является невозможность его применения при низкой зольности образца 0,005-0,01 мас. %.

Известен способ пробоподготовки, заключающийся в кислотном озолении, при котором определяемый элемент предварительно переводят в нелетучие соединения (обычно в сульфаты), а затем прокаливают. По одному из вариантов кислотного озоления навеску полимера нагревают в тигле в присутствии серной кислоты сначала с помощью газовой горелки, следя за тем, чтобы не было потерь образца. Когда реакция пойдет более спокойно, увеличивают пламя горелки и продолжают нагревать до полного испарения серной кислоты. Полученный остаток затем выдерживают в муфельной печи до полного выгорания углеродсодержащих веществ и достижения постоянной массы (ГОСТ 19816.4-91, ИСО 247-90 «Каучук и резина. Определение золы». М.: Издательство стандартов, 1992 г.). После озоления пробы проводят спектральный анализ золы, которая представляет собой порошок, состоящий из смеси солей.

Недостатками данного способа являются трудоемкость и длительность, связанные с проведением дополнительной процедуры перевода определяемого элемента в сульфаты взаимодействием с серной кислотой. Кроме того, при использовании недостаточно чистой кислоты существует опасность искажения результатов анализа.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является способ, включающий пробоподготовку анализируемых образцов полистирола путем озоления в муфельной печи до углеродистого остатка (по причине очень низкой зольности полимера) при температуре 450°C в течение 6 ч (О.Л. Ахсанова, P.M. Загитов, О.М. Трифонова. «Атомно - эмиссионное определение цинка в полистироле». Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2016. Т. 82. №4. С. 22). При этом время разогрева до номинальной температуры 1100°C составляет 170 минут, что соответствует скорости подъема температуры 7,0°C/мин (согласно паспорту ИЕВУ.681118.001 ПС). Полученные образцы углеродистого остатка перемешивают с графитовым буфером с добавками, взятыми в количестве 1 мас. % CsCl и 0,25 мас. % PbO2.

Недостатком данного способа является его длительность, связанная с низкой температурой озоления. Кроме того, получаемые образцы углеродистого остатка различаются между собой по степени дисперсности. Поэтому при выполнении спектрального анализа в канале электрода каждый раз будет помещаться разное количество образца, и вызванная этим обстоятельством ошибка может оказаться значительной особенно при определении цинка в диапазоне 0,0001-0,004 мас. %.

Технической задачей заявляемого изобретения является разработка способа, снижающего длительность пробоподготовки и повышающего точность определения цинка методом атомно-эмиссионной спектроскопии.

Технический результат заявляемого изобретения достигается тем, что в известном способе подготовки проб, включающем термоокислительную деструкцию образца полимера до углеродистого остатка, углеродистый остаток получают нагреванием образца полимера в муфельной печи со скоростью 1-7°C/мин до 450-550°C и выдерживанием в диапазоне указанных температур в течение 10-30 минут, для анализа используют фракцию полученного углеродистого остатка с размером частиц менее 0,14 мм, которую перемешивают с графитовым буфером с размером частиц графита менее 0,14 мм и добавкой 1-10 мас. % фторполимера с содержанием 60 мас. % фтора.

Предложенный температурный режим проведения пробоподготовки, а именно, нагрев со скоростью 1-7°C/мин до 450-550°C и озоление в диапазоне этих температур в течение 10-30 минут, является оптимальным и позволяет получить углеродистый остаток определенной структуры, что в совокупности с использованием для анализа фракции углеродистого остатка с размером частиц менее 0,14 мм, перемешанной с буфером с размером частиц графита менее 0,14 мм и добавкой 1-10 мас. % фторполимера, позволяет снизить ошибку измерения цинка и повысить точность его определения. При этом добавка в графитовый буфер фторполимера с содержанием 60 мас. % фтора вследствие ее вовлечения в термохимические процессы и процессы массопереноса, протекающие в электрической дуге при выполнении атомно-эмиссионного анализа, способствует стабилизации условий формирования аналитического сигнала определяемого элемента цинка.

Заявляемое изобретение имеет следующие отличительные признаки:

- озоление в муфельной печи до углеродистого остатка проводят при температуре 450-550°C;

- до температуры озоления печь нагревают со скоростью 1-7°C/мин;

- озоление проводят в течение 10-30 минут;

- от полученного углеродистого остатка отбирают фракцию с размером частиц менее 0,14 мм;

- отобранную фракцию углеродистого остатка перемешивают с графитовым буфером с размером частиц графита менее 0,14 мм и добавкой 1-10 мас. % фторполимера.

Наличие отличительных признаков по сравнению с прототипом свидетельствует о соответствии заявляемого изобретения критерию патентоспособности «новизна».

Использование новых отличительных признаков позволяет снизить длительность пробоподготовки, обеспечить представительность анализируемого образца и повысить точность определения цинка при снижении ошибки измерения. Подобный эффект не был достигнут ни в одном аналогичном изобретении и не описан в литературе. Таким образом, введение новых технических признаков позволило получить новый результат, и следовательно, изобретение соответствует критерию «изобретательский уровень».

Заявляемое изобретение соответствует критерию патентноспособности «промышленная применимость», что подтверждается нижеприведенным примером конкретного выполнения.

Пример 1. В предварительно доведенные до постоянной массы при температуре (500±5)°C и взвешенные три фарфоровых тигля помещают по (5,0000±0,0005) г полистирола, накрывают фарфоровыми крышками, ставят в муфельную печь, нагревают до (500±5)°C со скоростью 2°C/мин и выдерживают в течение 20 минут. Тигли вынимают щипцами, охлаждают в эксикаторе с осушителем до комнатной температуры, взвешивают с записью результата в граммах до четвертого десятичного разряда и рассчитывают массу полученного углеродистого остатка: из массы тигля с навеской остатка вычитают массу пустого прокаленного тигля. Полученный остаток усредняют путем растирания в течение 10 минут в агатовой или яшмовой ступке. От усредненного остатка отбирают фракцию для анализа путем пропускания его через лабораторное сито с просеивающим элементом в виде металлической сетки с размером квадратной ячейки 0,1 мм и вычисляют массовую долю фракции, которая должна быть не менее 80-100%. В противном случае крупные частицы, оставшиеся на сите, повторно растирают в ступке, просеивают и повторяют эту операцию до получения необходимого значения массовой доли фракции с размером частиц менее 0,1 мм. Берут навеску отобранной фракции массой (0,0400±0,0005)г и переносят в агатовую или яшмовую ступку. В эту же ступку добавляют (0,1600±0,0005)г графитового буфера с размером частиц графита менее 0,1 мм, растирают полученную смесь в течение 10 минут и анализируют методом атомно-эмиссионной спектроскопии.

Результаты атомно-эмиссионного спектрального анализа образцов, подготовленных по примеру 1 и по прототипу, представлены в табл. 1.

Из данных, приведенных в табл. 1, следует, что предлагаемый способ пробоподготовки позволяет снизить относительную суммарную погрешность анализа с 15,3% до 8,0% при доверительной вероятности Р=0,95.

В таблице 2 приведены результаты осуществления способа по примерам 2-13, осуществляемых аналогично описанному в примере 1, но при различных значениях заявляемых параметров.

Таким образом, использование предлагаемого способа подготовки проб в сравнении с прототипом позволяет снизить длительность лимитирующей стадии, озоления, в 12-36 раз с 6 часов до 10-30 минут и повысить точность определения цинка при снижении ошибки измерения до 8% отн., за счет чего обеспечивается более оперативный и достоверный контроль за содержанием цинка в полимерах.

1. Способ подготовки проб полистирола для определения содержания цинка методом атомно-эмиссионной спектроскопии, включающий пробоподготовку анализируемых образцов путем озоления в муфельной печи до углеродистого остатка, отличающийся тем, что углеродистый остаток получают нагреванием образца полимера в муфельной печи до 450-550°С со скоростью 1-7°С/мин и выдерживанием в диапазоне указанных температур в течение 10-30 минут.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для анализа используют фракцию полученного углеродистого остатка с размером частиц менее 0,14 мм.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что отобранную для анализа фракцию углеродистого остатка перемешивают с графитовым буфером с размером частиц графита менее 0,14 мм и добавкой 1-10 мас. % фторполимера.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к области биотехнологии. Предложено устройство и способ оптического контроля химической реакции.

Изобретение относится к области метеорологии, а более конкретно к способам определения оптических характеристик атмосферы, и может использоваться, например, для определения оптических параметров аэрозольных частиц в атмосфере.

Изобретение относится к области аналитической химии и касается способа приготовления газовых смесей, аттестованных по содержанию фтороводорода и предназначенных для градуировки ИК-Фурье-спектрометра.

Предложен способ отбора растворителей для солюбилизации углеводородов нефти, который включает в себя смешивание от по меньшей мере 10 до 120 частей на миллион (ррm) углеводородов нефти с выбранным растворителем с образованием первого раствора; измерение оптической плотности первого раствора спектроскопическим методом с применением датчика; добавление к первому раствору сорастворителя, включающего ионную жидкость, и смешивание с образованием второго раствора; измерение оптической плотности второго раствора спектроскопическим методом с применением датчика; и определение увеличения оптической плотности второго раствора относительно первого раствора с применением блока управления, соединенного с датчиком, при этом увеличение оптической плотности составляет по меньшей мере приблизительно 70%.

Изобретение относится к измерительной емкости, которая предназначена для циркуляции газа, анализируемого методом спектрометрии. Емкость выполнена в виде полой трубки (20), снабженной отражающим материалом, образующим отражающий оптический слой.

Группа изобретений относится к области исследований или анализа воздуха на наличие в нем биопримесей, любых биологических объектов содержащих ДНК, для защиты человека или животных от вредного воздействия бактерий, вирусов, генетических векторов и объектов нанотехнологий.

Изобретение относится к измерению концентрации частиц и массовой концентрации в аэрозоле. В способе используют систему датчиков для измерения концентрации частиц и массовой концентрации в аэрозоле, включающую оптический датчик для измерения концентрации частиц и распределения частиц по размерам, механический датчик для измерения массы собранных частиц и контроллер, выполненный с возможностью контроля концентрации частиц и распределения частиц по размерам в аэрозоле с использованием оптического датчика до тех пор, пока не обнаружено порождающее частицы событие, соответствующее конкретному сочетанию информации о концентрации частиц и о диапазоне размеров частиц; выполнения измерения массы с использованием механического датчика при обнаружении порождающего частицы события и использования результата измерения массы для калибровки оптического датчика.

Изобретение относится к системе дистанционной связи, выполненной с возможностью встраивания в летательный аппарат (1А, 1B, 1С), содержащий по меньшей мере один винт (50А, 50B, 50С) двигателя с множеством лопастей (52А, 52B, 52С), выполненный с возможностью вращения относительно неподвижного модуля (10А, 10B, 10С) летательного аппарата вокруг оси (X) двигателя.

Группа изобретений относится к области сельского хозяйства, в частности к средствам и методам для управления робототехникой и аграрной техникой для обработки зон посева сельскохозяйственных культур на основании данных мониторинга.

Изобретение относится к области геологии. Устройство для записи и обработки цифровых изображений буровых кернов содержит несколько цифровых камер со сменными объективами, производящих съемку изображения керна в диапазонах видимого, ультрафиолетового, ближнего и дальнего диапазона инфракрасного света, источники света соответствующего диапазона длин волн и другие оптические устройства, формирующие трехмерное изображение керна, установленные на подвижной каретке, компьютер для преобразования полученных изображений в цифровую форму, с возможностью обработки, запоминания цифровых данных и автоматического управления устройством.

Изобретение относится к медицине, биотехнологии, регенеративной медицине, в частности к способам количественной оценки клеток в составе клеточно-инженерной конструкции (скаффолда).

Группа изобретений относится к модуляции уровней белков сыворотки для лечения пациентов с синдромом хрупкой X-хромосомы (FXS) и нарушениями аутистического спектра (ASD).

Изобретение относится к области медицины, а именно к детской кардиологии. Изобретение представляет собой способ прогнозирования риска развития приобретенной кардиомиопатии перед занятиями спортом, включающий определение в сыворотке крови у детей за 1 месяц до начала занятий спортом концентрации тропонина-Т, N-концевого натрийуретического пептида, интерлейкина-4 (ИЛ-4) и интерлейкина-6 (ИЛ-6), при этом прогнозируют высокий риск развития приобретенной кардиомиопатии при концентрации тропонина-Т от 0,37 до 0,48 нг/мл, при концентрации N-концевого натрийуретического пептида от 66,2 до 77,1 пг/мл, при концентрации ИЛ-4 от 2,6 до 3,1 пг/мл и при концентрации ИЛ-6 от 7,3 до 9,7 пг/мл и прогнозируют низкий риск развития вторичной кардиомиопатии при концентрации тропонина-Т от 0,21 до 0,36 нг/мл, при концентрации N-концевого натрийуретического пептида от 35,3 до 43,5 пг/мл, при концентрации ИЛ-4 от 3,4 до 4,58 пг/мл и при концентрации ИЛ-6 от 5,6 до 6,9 пг/мл.

Изобретение относится к области генетики, молекулярной биологии и медицины. Предложен способ выявления соматических мутаций Q209P (с.
Изобретение относится к ветеринарно-санитарной экспертизе, а именно к определению качества рыбы при диплостомозе. Для этого в качестве биологического объекта используют хрусталик глаза рыбы, который раздавливают между стеклами и берут пробу для посева.

Изобретение относится к области метеорологии, а более конкретно к способам определения оптических характеристик атмосферы, и может использоваться, например, для определения оптических параметров аэрозольных частиц в атмосфере.

Изобретение относится к усовершенствованию систем для отбора и кондиционирования проб, позволяющему отбирать и кондиционировать пробы, содержащие тяжелые углеводороды, в частности, к тепловому кондиционированию проб из трубопровода от источника газоконденсатной жидкости.

Изобретение относится к области медицины, а именно к детской кардиологии. Изобретение представляет собой способ прогнозирования риска развития приобретенной кардиомиопатии у спортсменов, включающий определение у детей, занимающихся спортом в течение 2-3 лет, в сыворотке крови концентрации тропонина-Т, N-концевого натрийуретического пептида, интерлейкина-4 (ИЛ-4) и интерлейкина-6 (ИЛ-6), при этом прогнозируют высокий риск развития приобретенной кардиомиопатии при концентрации тропонина-Т от 0,76 до 0,91 нг/мл, при концентрации N-концевого натрийуретического пептида от 78,2 до 92,5 пг/мл, при концентрации ИЛ-4 от 1,8 до 2,5 пг/мл и при концентрации ИЛ-6 от 8,3 до 10,1 пг/мл; прогнозируют низкий риск развития приобретенной кардиомиопатии при концентрации тропонина-Т от 0,48 до 0,72 нг/мл, при концентрации N-концевого натрийуретического пептида от 44,3 до 71,5 пг/мл, при концентрации ИЛ-4 от 3,2 до 4,0 пг/мл и при концентрации ИЛ-6 от 7,1 до 8,1 пг/мл.

Изобретение относится к области генетики, молекулярной биологии и медицины. Предложен способ выявления соматических мутаций в генах BRAF, NRAS и KIT.

Изобретение относится к области аналитической химии и касается способа приготовления газовых смесей, аттестованных по содержанию фтороводорода и предназначенных для градуировки ИК-Фурье-спектрометра.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для отбора жидкости в трубопроводах, подачи химического реагента и загрузки/извлечения торпед в них. Устройство капсульного типа устанавливается на горизонтальный участок трубопровода, состоит из корпуса, барабана, вращающегося внутри корпуса путем поворота ручки и капсулы. Устройство имеет два положения: рабочее положение - жидкость движется через основной канал, положение извлечения/загрузки капсулы. В рабочем положении поток жидкости движется через основной канал устройства либо через установленную в барабан устройства капсулу. При повороте ручки устройства на 90° барабан принимает положение, при котором основной канал располагается перпендикулярно трубопроводу, жидкость движется по дополнительному каналу барабана. В данном положении производится загрузка/выгрузка капсулы в барабан. Капсула имеет запорные элементы, которые открываются при изменении положения барабана в рабочее положение и закрываются при расположении капсулы перпендикулярно трубопроводу. Технический результат - повышение представительности отбираемых проб жидкости в трубопроводах, снижение затрат на дозирование реагентов в трубопроводы и очистки их с применением торпед. 1 ил.

Изобретение относится к области аналитической химии и может найти применение в лабораториях, осуществляющих аналитический контроль технологических производств, связанных с получением полистирола. Описан способ подготовки проб полистирола для определения содержания цинка методом атомно-эмиссионной спектроскопии, включающий пробоподготовку анализируемых образцов путем озоления в муфельной печи до углеродистого остатка, отличающийся тем, что углеродистый остаток получают нагреванием образца полимера в муфельной печи до 450-550°С со скоростью 1-7°Смин и выдерживанием в диапазоне указанных температур в течение 10-30 минут. Техническим результатом заявляемого изобретения является снижение длительности пробоподготовки и повышение точности определения цинка. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.

Наверх