![]() |
|
сделать стартовой | добавить в избранное |
![]() |
Определение легколетучих элементов методом ЭТААС по технике дозирования суспензий образцов на никелевом модификаторе |
Каунова Анастасия Александровна Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук Краснодар 2006 Работа выполнена на кафедре аналитической химии Кубанского государственного университета Общая характеристика работы Актуальность темы. С интенсификацией техногенного воздействия на окружающую среду повышаются требования к методам анализа природных объектов, стабильности работы методик и метрологическим параметрам результатов определений. Контроль содержания токсичных гидридобразующих элементов (As, Sb, Se, e) в этих объектах является актуальной и сложной задачей (низкий уровень содержаний, сложный матричный состав). При анализе объектов с низкими содержаниями токсикантов широкое применение получил метод электротермической атомно-абсорбционной спектрометрии (ЭТААС) с различными вариантами концентрирования элементов. Устранение погрешностей, связанных с преждевременным испарением легколетучих элементов на стадии термической обработки и влияниями компонентов матрицы, проводят путем введения химических модификаторов матрицы (различных металлов и их соединений) и оптимизации условий работы печи. Модифицирующими свойствами обладает также и углерод в различных его модификациях за счет возможной адсорбции и удерживания определяемых элементов при достаточно высоких температурах пиролиза. Поэтому целесообразным представляется поиск и исследование свойств смешанного химического сорбента-модификатора на основе активированного угля и никеля; изучение его аналитических характеристик в варианте прямого ЭТААС определения As, Se, Sb, Те и с предконцентрированием их гидридов. Диссертационная работа выполнена при поддержке грантов РФФИ № 03-03-96529-р2003юг-а, 06-03-32257-а, 06-03-96608-р-юг-а. Цель работы. Разработка и исследование аналитических схем электротермического атомно-абсорбционного определения As, Se, Sb, Те с использованием никелевых модификаторов на основе активированного угля и техники дозирования его суспензии в графитовую печь спектрометра. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи: - синтез и исследование физико-химических свойств модификаторов на основе никеля (текстура, микроструктура, химическое состояние компонентов); - исследование термостабилизирующих свойств никельсодержащих композиций и оценка возможности их использования в качестве модификаторов матрицы для ЭТААС определения элементов в объектах со сложной матрицей; - кинетические и термодинамические исследования процессов, протекающих в графитовой печи, в присутствии никельсодержащего модификатора; - разработка методики прямого ЭТААС определения элементов в природной воде и растительных материалах с использованием никельсодержащего модификатора и техники дозирования суспензий; - разработка схемы анализа, включающей концентрирование гидридов элементов на никелевом сорбенте-модификаторе и последующее их ЭТААС определение по технике дозирования суспензии. Научная новизна. Разработаны аналитические схемы ЭТААС определения элементов при использовании никельсодержащего сорбента-модификатора и техники дозирования суспензий. Разработан никельсодержащий сорбент-модификатор на основе активированного угля для аналитических целей, получены данные об его структуре, модифицирующих и сорбционных свойствах.
Практическая значимость. Разработанные методики ЭТААС определения As, Se, Sb и Те с использованием i-содержащего активированного угля апробированы при анализе растительных материалов, природной и водопроводной вод. На защиту выносятся: - результаты синтеза и физико-химических исследований свойств i-содержащих материалов; - данные по модифицирующей эффективности никельсодержащих материалов по отношению к As, Se, Sb и Те; - результаты кинетических и термодинамических исследований процессов, протекающих в атомизаторе, в системах «определяемый элемент – никель-углеродный модификатор»; - новые схемы электротермического атомно-абсорбционного определения As, Se, Sb и Те в водах и растительных материалах. Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на Всероссийской конференции по аналитической химии «Аналитика России 2004» (Москва, 2004), III Международной конференции по новым технологиям и приложениям современных физико-химических методов для изучения окружающей среды (Ростов-на-Дону, 2005), XVII Уральской конференции по спектроскопии (Новоуральск, 2005), II Международном симпозиуме «Разделение и концентрирование в аналитической химии и радиохимии» (Краснодар, 2005), Международном конгрессе по аналитической химии (Москва, 2006), VII Европейском симпозиуме по электротермической атомно-абсорбционной спектрометрии (Санкт-Петербург, 2006). Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 13 работ, в том числе 6 статей. Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, трех глав экспериментальной части, выводов, списка цитируемой литературы, приложения. Материал диссертации изложен на 152 страницах текста, содержит 28 рисунков и 18 таблиц, в списке цитируемой литературы 137 наименований. ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Обзор литературы В литературном обзоре обобщены данные о применении различных групп химических модификаторов матрицы в современной электротермической атомно-абсорбционной спектрометрии при определении легколетучих элементов и для предварительного концентрирования элементов в виде их газообразных гидридов. Особое внимание уделено модификаторам на основе никеля, металлов платиновой группы, тугоплавких карбидов, органических модификаторов и углерода. Рассмотрены методы изучения механизмов действия модификаторов. Обсуждены достоинства и недостатки применения химических модификаторов в ЭТАСС. Экспериментальная часть Никельсодержащий активированный уголь ( iАУ) получали из активированного угля марки БАУ (ЗАО «Медисорб», г. Пермь) и растворов нитрата никеля. Были получены и изучены композиции никельсодержащего активированного уголь с различными содержаниями металла и синтезированные в различных условиях. Исследование структурных свойств материалов проводили с использованием: установки низкотемпературной сорбции жидкого азота ASAP-2400 (Micromeri ics, США); высокоразрешающего электронного микроскопа JEM-2010 (JEOL, Япония), укомплектованного EDX-спектрометром (энерго-дисперсионный рентгеновский фотоэлектронный) с рентгеновским микрозондом; рентгенофотоэлектронного спектрометра ESCALAB HP (Vacuum Ge era or, Великобритания).
Для изучения свойств разработанного сорбента-модификатора в работе использован атомно-абсорбционный спектрометр Spec rAA-800 с дейтериевой коррекцией неселективного поглощения, блоком электротермической атомизации G A-100 и автодозатором PSD-97 (все «Varia », Австралия), графитовые трубки с пиропокрытием, снабженные интегрированной платформой и ограничительными ободками по ее концам. В качестве источников резонансного излучения служили лампы с полым катодом на мышьяк и сурьму («Varia », Австралия), селен и теллур («Hi achi», Япония). Режимы работы спектрометра и программа атомизатора приведены в табл.1. Таблица 1 – Режимы работы спектрометра Spec rAA-800 и электротермического атомизатора G A-100 Параметр Элемент мышьяк селен теллур сурьма Длина волны, нм Щель, нм Ток лампы, mA 193,7 0,7 8,0 196,0 0,8 11,0 214,3 0,2 8,0 217,8 0,2 10,0 Стадия Темпера-тура, °С Время выдержки, с Поток газа, л/мин Сушка Термическая обработка Атомизация Очистка печи 120 150–1900 1700–2500 2600 20,0 10,0 3,0 3,0 2,0 0,5 0 3,0 Физико-химические исследования Основа из активированного угля характеризуется высоко развитой поверхностью частиц и поровым пространством, а также высокими значениями объема и поверхности транспортных пор (мезопор) (табл. 2). Появление транспортных каналов способствует более активному взаимодействию материалов с определяемыми элементами и компонентами матрицы анализируемых проб. Таблица 2 – Текстурные параметры разработанного материала Основа Текстурные параметры Σ S, м2/г Sμ, 2/г Sме, м2/г ΣV, см3/г Vμ, см3/г Vме, см3/г Активиро-ванный уголь 605 499 106 0,36 0,24 0,120 В условиях оптимальных режимов синтеза модификатора добавка никелевого реагента существенно не изменяет текстурные характеристики исходной композиции. Результаты исследований углеродной основы синтезированных материалов методом электронной микроскопии (рис.1 а), свидетельствуют о том, что она представляет собой графитизированный углеродный материал, состоящий из разупорядоченно агрегированных микрокристаллов размером порядка 2 нм. Частицы никеля разнодисперсны: на некоторых участках носителя имеют малые размеры: 5–10 нм; а на других – большие: >50 нм (рис.1б), причем, металл находится преимущественно в окисленном состоянии. Данные энерго-дисперсионного анализа образцов показали, что основными компонентами синтезированного материала являются углерод, никель и кислород, а присутствие посторонних примесей: Mg, Si, Al, P, S, Cl, K, Ca незначительно. а) б) углеродная (а) и никелевая (б) составляющие Рисунок 1 – Строение никельсодержащего активированного угля Максимальное содержание кислорода, а, следовательно, и окисленного углерода (~60%) наблюдается в никельсодержащем активированном угле, не подверженном температурной обработке (рис. 2А, табл.3), по сравнению с аналогичным (А) – углерод (C1s), (В) – кислород (O1s) и (С) – никель ( i2p) Рисунок 2 – РФЭС спектры никельсодержащего активированного угля, не подверженного термической обработке Таблица 3 – Химический состав поверхности синтезированных материалов (С i = 2%) Образец Концентрация элемента относительно углерода, ат.%
В связи с этим отдельные методики расследования построены на основании принципов криминалистической классификации преступлений (см., например, методики расследования преступлений, совершенных рецидивистами, и нераскрытых преступлений прошлых лет; методики расследования финансовых преступлений, методики расследования нарушений требований промышленной безопасности, правил техники безопасности труда, правил пожарной безопасности и др.). Криминалистическое изучение преступной деятельности, ее структурных элементов, их связей, взаимосвязей и формирование на этой основе ее криминалистической характеристики (знание которой облегчает определение путей и методов ее раскрытия) невозможно без знания процесса информационного отображения события преступления вовне. Событие преступления как одно из материальных явлений действительности, исходя из основополагающих положений теории познания, обладает свойством отражения своих характерных черт в окружающей его среде в виде различного рода следов-последствий. Поскольку окружающая преступление среда структурно весьма разнообразна из-за наличия в ней различных объектов неживой природы и людей, то данное криминальное событие оставляет изменения (отражается) в ней в виде материальных или нематериальных (идеальных) следов-последствий
1. Определение поверхностного натяжения методом счета капель
2. Определение поверхностного натяжения методом максимального давления в газовом пузырьке
3. Определение предмета и метода проектирования устойчивого развития в системе Природа-Общество-Человек
4. Инвентаризация - важнейший элемент метода бухгалтерского учета
5. Документация как элемент метода бухгалтерского учета
9. Вычисление определенного интеграла методами трапеций и средних прямоугольников
12. Метод моментов в определении ширины линии магнитного резонанса
13. Кредитоспособность ссудозаёмщика и методы её определения
14. Методы определения экономической и психологической эффективности продвижения товаров
15. Методы определения требований к кандидатам на замещение вакантной должности
17. Определение наиболее эффективных форм и методов организованной преступности
18. Метод моделирования в науке и технике, его объективное и логические основы
19. Элементы пространственно-временной определенности
20. Определение индуктивности катушки и ее активного сопротивления методом резонанса
21. Методы определения возраста земли и Вселенной
28. Методы определения величины прибыли, направленной на финансирование капитальных вложений
29. Надежность коммерческих банков и основные методы ее определения
30. Методы определения С-концевой аминокислоты
31. Некоторые методы определения характеристик деформируемо-сти и прочности грунтов
33. Вычисление определенного интеграла методом трапеций и средних прямоугольников
34. Метод определения спроса на основе анализа цен и объемов продаж
35. Методы определения и измерения сильных сторон личности
36. Методы определения абсолютного возраста горных пород
37. Определение удельного электрического сопротивления горных пород методом бокового каротажа
42. Определение рационального метода лечения на основе истории болезни
43. Основные принципы управления. Метод "номинальной групповой техники"
44. Метод А.Ф. Смирнова для определения критических нагрузок в стержневых системах
45. Техника "констелляции греческих божеств" как метод психодрамы
46. Возведение зданий методом надвижки из блочных элементов
47. Методы определения элементарного электрического заряда
48. Определение моментов инерции тел методом трифилярного подвеса
49. Методы определения налогового бремени экономического субъекта
50. Газовая хроматография и определение этанола в метаноле методом внутренней нормализации
51. Методы определения содержания свинца, цинка, серебра в питьевой воде
52. Стандартизация измерения рН в неводных средах. Методы определения рН стандартных буферных растворов
53. Химический метод Винклера для определения растворенного кислорода
57. Экстракционно-фотометрический метод определения тяжелых металлов в природных водах
58. Методы определения по спорам и пыльце климатических условий
59. Новые методы определения и расчета экономической эффективности инвестиций
60. Ценообразование: определение, методы и классификация
61. Типы и элементы планировочной структуры города
62. Основные этапы развития и конструктивной эволюции техники в области самолетостроения
63. Изучение миксомицетов среднего Урала, выращенных методом влажных камер
64. Методы исследования в цитологии
68. Разведение и содержание аквариумных рыб с элементами исследования
69. Новейшие методы селекции: клеточная инженерия, генная инженерия, хромосомная инженерия
73. Гидрохимический, атмохический и биогеохимический методы поисков
74. Расчет показателей разработки элемента трехрядной системы
75. Коллекторские свойства нефтеносных пластов. Их значение при определении запасов месторождения
76. Методы выделения мономинеральных фракций
77. Государственное регулирование экономики: формы и методы
78. Основні методи боротьби з інфляцією
79. Налоги: эволюция, определения и формы. Принципы налоговой политики и функции налогов
80. Нелегальная миграция в России и методы борьбы с ней
81. Предмет и метод гражданского права
82. Определения суда первой инстанции
83. Предмет, метод и система гражданского процессуального права /Украина/
84. Корпорация BBC. Формы и методы государственного контроля вещания
85. В чем сложность налога на добавленную стоимость (в определении и собирании)
89. Политический режим, как элемент формы государства
90. Финансовый контроль: формы, методы, органы
91. История компьютера и компьютерной техники
92. Эффективные методы изучения иностранных языков
93. Метод действенного анализа в режиссуре театра, кино и телевидения
94. Естественная и гуманитарная культуры. Научный метод
95. Соцреализм как метод искусства
96. Русская здрава (методы оздоровления на Руси)
97. Дидактические возможности отдельных методов обучения на уроках литературы в старших классах
98. Методы исследования литературы
99. Методы изучения музыкальных произведений крупной формы в старших классах общеобразовательной школы