Проект направлен на решение одной из актуальных проблем современной аналитической химии – разработку методов и средств экспрессного определения высокотоксичных летучих органических соединений (фенолов, нитробензола, бутанола-1 и пентанола-1) в атмосферном воздухе и воздухе закрытых помещений на уровне предельно допустимых и фоновых концентраций.
За отчетный период синтезированы, охарактеризованы и исследованы аналитические возможности нескольких типов магнитных поверхностно-слойных углеродсодержащих сорбентов на основе наночастиц магнетита (Fe3O4) и наночастиц магнетита с ядром из оксида циркония (Fe3O4×ZrO2). Доказана высокая эффективность разработанных сорбентов для экспрессного концентрирования средних спиртов и фенолов при анализе воздуха. Предложена и реализована новая двухступенчатая схема генерирования стандартных газовых смесей, основанная на равновесном распределении целевых компонентов в системе жидкость – газ – твердое тело (адсорбент). Эта схема основана на насыщении находящегося в колонке адсорбента целевыми компонентами из потока газа-экстрагента, пропускаемого через генерирующий раствор, и последующего генерирования СГС путем пропускания чистого газа через сорбционную колонку.
За отчетный период (второй год выполнения проекта) синтезированы, охарактеризованы и исследованы аналитические возможности нескольких типов магнитных поверхностно-слойных углеродсодержащих сорбентов на основе наночастиц магнетита (Fe3O4) и наночастиц магнетита с ядром из оксида циркония (Fe3O4×ZrO2). Доказана высокая эффективность разработанных сорбентов для экспрессного концентрирования средних спиртов и фенолов при анализе воздуха. Исследованы аналитические возможности этих сорбентов применительно к новой схеме сорбционного концентрирования, основанной на изменении конфигурации сорбционного слоя при переходе от сорбции к десорбции. Предложенная схема позволяет приблизительно в 10 раз снизить продолжительность стадии сорбционного концентрирования при анализе воздуха по сравнению с традиционными методиками.
Выбраны оптимальные магнитные сорбенты, наиболее рациональные условия сорбции и последующей термодесорбции для экспрессного выделения из воздуха бутанола-1 и пентанола-1, фенола и крезола. Выбранное решение позволяет концентрировать аналиты в 103 – 104 раз за 5 – 20 минут. Применение постоянного магнита дает возможность использовать разработанные магнитные сорбенты без поддерживающих их фритт. Это значительно снижает сопротивление сорбционного слоя потоку анализируемого воздуха и облегчает реализацию предложенной схемы с изменением конфигурации сорбционного слоя.
Разработана методика генерирования стандартных газовых смесей (СГС) целевых компонентов с заранее заданными концентрациями на уровне их ПДК в атмосферном воздухе населенных мест (ppb). Эта методика основана на равновесной динамической газовой экстракции компонентов потоком газа-экстрагента из водного раствора и его последующего разбавления потоком чистого газа. На основании результатов анализа генерируемых СГС доказана правильность разработанной методики их приготовления. Предложена и реализована новая двухступенчатая схема генерирования СГС, основанная на равновесном распределении целевых компонентов в системе жидкость – газ – твердое тело (адсорбент). Эта схема основана на насыщении находящегося в колонке адсорбента целевыми компонентами из потока газа-экстрагента, пропускаемого через генерирующий раствор, и последующего генерирования СГС путем пропускания чистого газа через сорбционную колонку.
За отчетный период синтезированы, охарактеризованы и исследованы аналитические возможности нескольких типов магнитных поверхностно-слойных углеродсодержащих сорбентов на основе наночастиц магнетита (Fe3O4) и наночастиц магнетита с ядром из оксида циркония (Fe3O4×ZrO2). Доказана высокая эффективность разработанных сорбентов для экспрессного концентрирования средних спиртов и фенолов при анализе воздуха. Предложена и реализована новая двухступенчатая схема генерирования стандартных газовых смесей, основанная на равновесном распределении целевых компонентов в системе жидкость – газ – твердое тело (адсорбент). Эта схема основана на насыщении находящегося в колонке адсорбента целевыми компонентами из потока газа-экстрагента, пропускаемого через генерирующий раствор, и последующего генерирования СГС путем пропускания чистого газа через сорбционную колонку.
Родинков О.В. , профессор (руководитель) - общее руководство проектом, постановка исследовательских задач и контроль их выполнения, подготовка 4 статей в журналах и тезисов докладов на конференциях по аналитической химии, выступление с докладами по результатам проекта, подготовка настоящего отчета и заявки на следующий год.
Постнов В.Н., доцент - разработка методик и синтез 4 партий магнитных сорбентов различных типов, исследование порометрических показателей синтезированных сорбентов, взаимодействие с ресурсными центрами Научного парка, подготовка статьи в Журнал общей химии по результата проведенных исследований.
Бугайченко А.С., старший преподаватель - подготовка обзора литературы для 4 опубликованных статей.
Грега М.Е., студент - проведение исследовательских работ по генерированию стандартных газовых смесей с заданными концентрациями летучих органических соединений (алифатических спиртов и фенолов). По результатам исследований подготовлена и защищена магистерская диссертация.
Знаменская Е.А., студент - исследование сорбционных свойств исследуемых магнитных сорбентов и выбор условий для сорбционного концентрирования алифатических спиртов применительно в анализу атмосферного воздуха и воздуха закрытых помещений. По результатам исследований подготовлена и защищена курсовая работа.
Шилов Р.А., студент - исследование сорбционных свойств исследуемых магнитных сорбентов и выбор условий для сорбционного концентрирования алифатических спиртов применительно в анализу атмосферного воздуха и воздуха закрытых помещений. По результатам исследований подготовлена и защищена курсовая работа.
| Acronym | RFBR_a_2020 - 2 |
|---|
| Status | Finished |
|---|
| Effective start/end date | 23/03/21 → 28/12/21 |
|---|
