Поверхностно-ионизационный детектор и его применение для анализа азотистых оснований тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.04 ВАК РФ

АКАДЕМИЯ НАУК РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОНИКИ им. У. А. АРИФОВА

РГБ ОД

На правах рукописи

2 4 А Г?Р

ХУДАЕВА Гульсара Бориевна

УДК 573. 534; 699. 172. 55

ПОВЕРХНОСТНО - ИОНИЗАЦИОННЫЙ ДЕТЕКТОР И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ ДЛЯ АНАЛИЗА АЗОТИСТЫХ ОСНОВАНИЙ

01.04.04 — физическая электроника

АВТОРЕ ФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Ташкент — 1995

Работа выполнена в Институте электроники им. У. А. Арифова Академии наук Республики Узбекистан.

Научный руководитель —член-корреспондент Академии

Наук РУз., доктор физико-математических наук Расулев У. X.

Научный консультант —доктор физико-математических наук Назаров Э. Г.

Официальные оппоненты — доктор технических наук

Соловьев В. А. — кандидат физико-математических наук, доцент Халиков Ш. М.

Ведущая организация — НПО «Академприбор»

Защита состоится « _г. в_

часов на заседании Специализированного Совета Д. 015.23.21 в Институте электроники им. У. А. Арифова АН РУ по адресу: 700143, Ташкент, ГСП, Академгородок.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института электроники им. У. А. Арифова АН РУ.

Автореферат разослан « ^ » г.

Ученый секретарь Специализированного Совета д. т. н., профессор

ХАМИДОВ Н. А.

он^д^хм'лктЕйстШ-ГЛ»'™

Систематические исследования лаглиня поверхностной ионизации органических соединения были начаты в 19G5 году Э.Я.Зандберг, У. X. Расулееим к к настоящему времени .достигнут значительный прогресс в этой гриэритетноя длл нг.пеП страны области исследований.

Ene в 70-х годах били определены ссновныо правила лопообраговакид. облагающие лрешсказателыюп силон. позволяющие по структур« молок-ул прогнозировать клк состав образующихся яонов. та>с и эмсктненость процесса ионнэашш. Наиболее элективно нонизируит Kcjit-Kvjiu органнчосг.их соединений, содум-лшие гетероатом гзога. в частности аишш. гидразины я их производные иокиэ^-ютсл с предельно возчояиыми. значениями ковМициента нончэаиии. в то врпия чах молекулц многих органических растворителей (сгшртй. пегоны. предельные углеводород» i: др.). а - тамге молекулы газов, состаьлягжих воздух практически не ночизпруэотся.

это явилось на"чкын «боснсеамием для разработка чуяствителышх и е^локтпшшх поаерхно'-тно-иониа.ационных пегектсроп. предназначенных 1 длл чувстаитеяыгой и селективной регистрации ашшов. гилразиноэ '■ я их производных в сложных снесл.ч. шитчая атмосФегньм е'оздух. Пера не пакеты таких устройств бц.пи .разработаны и внедрены еке в 70-х годах. Они продемонстрировали потенциальные ' возможности поверхиостно-HOHiiaauiioüHoi'j метода. олиако. учитывая ьааность проблемы регистрации н идентиФниахти следовых хольчеста Фиаиологически-пкгишш.Ч апииоп, работы по совершенстйовйнив датчика ашшов непрерывно проводятся до наетояиего' времени к в основном иапрчвл'они па поведение стабильности я улучшение его эксплуатационных характеристик.,

Fa.apnf.OTKa не.леяших аналитически» метояда з^йаруягения и илон'П|.?ик.пции «¡.'кроколкчеста конкретных вешеств в смесях является jk- У'|.л"гиог) с-але-'ед аналитической химии, так как на современном £т;и!ч нопрегиь.чо иоэрестатт требования к чхвстйчтельности, экспресспен-та. надежности аналитических методик.. Все ото ot"vr.'! ?н п«-■ г г ■_•> ij i»-. ;"::одлмостью решения конкретных практических зада'г.

связанных с экологиея. здравоохранением. ' санитарией, а т¿.кжь задач. относящихся к проблеме контроля и управления технологическими процессами. В них часто ьозникдет требование ¡senpepuEnoro определения отдельных компонент газоьоздушюя снеси, содержащихся на уровне a0~4-10""7ít, (1 - 1С-3 ррш) . Традиционные для аналитической химии методики не всегда пригодны для этих целей. Желательно иметь селективные методы. которие позволят-регистрароьм'ь специфические характеристики контролируемого вещества на 4>оио огромного количества молекул матрицы.

". Б связи с этим стало целесообразным привлечение для реаенкя ездач газового анализа, нетрадиционных для аналитической химии Физических методов; освоение которых позволит создать приборы нового класса. Очевидно. . для того чтобы эти np:i6opu «anuí' практическое применений, они должны превосходить существующие по чувствительности. быстродействию, надежности. Лри этой они должны облагать сэответсгьукщтш иассогабаритаими показателями и. что особенно Basiio. бить прости-m а дс-ьевимк в эксплуатации.

Б данной работе приведешь обаие 4ч1иичгс.ки« прьдпгкилкя и описание детектора (датчика) азотпетик оснований, работавшего па основе доаерхнсстной ионизации органических соединений. Обличительной особелностгю его яьляьтся уникальная чувстьйтеяьность и селективность регистрации аминоь. гидре.гмнов и SX производных.

ЦЕЛЬЮ P/¡BO%tí является создание поверхности;.-ионлзашюияэго датчика со ■ стабильными , характеристиками. оптималышмн гкеплуатационними свойствами. а также система-i изац:ы

аналитических характеристик датчика ( .ЛвИД ) по отношению к аминам.

- Для достижения цели решались следующие задачи: - разработка технологии и изготовление образцор стабильных н эффективных термоэмиттероь органических соединений на основе легированного монокристалла молибдена. сочетающих и себе лриемлимые эксплуатационную свойства молибдена работоспособного в атмосфере воздуха и высокие термозииссионние и каталитические характеристики иридия, рения, вольфрама, плагины,- .

разработка методов .. аттестации псверхностно-ноииоавдошшх до^-чи&ов аминов и прозадение систематизированных исслодойатш основиик характеристик модернизированного ■ поверх ностно-иоииэадиолного детектора (ПьШП с эмиттером косвенного накала

-г-

арикеиителыю л исииэацйи .типичных представителей- первичных, зтеричных. третичних и четвертичных алкиламиноа.'

исследование возможности применения ПвИД для селективной регистрации новик Классов азотсодержащих соединения. • НАУЧНАЯ - НОЕШКА РАБОТЫ..

1,, РазраооТана. создана' и. апробирована. с работе новая модификация ПсНД для газовой хроиатограФии с эмиттером косвенного напала., обладающая порнаенкба стабильностью. защищенная авторскими свидетельствами И рядом иностранных патентов.

2. Напдйй^ човме натери&ли для 'эффективных термоэНиттеров на основе легироканноро . монокристалла молн&дена. отличающиеся высокоЛ .объективностью ионвзаиии. повышенной стабильность» я низким уровнем фонового тока..

•. .3. Спьраие проведена систематизация исследований основных аналитически« характеристик модифицированного Пс1'Л. с эмиттером косвенного нагула дл.г типичных .преастайптелей алкиламииов.

4. Вперше показано. что используя ЛвНД моей о не только осуществлять чувствительную • - и селективную регистрацию' четвертичных аминов. ■ но. л идентифицировать и.ч путем сопоставления Формы хроматографического пика четвертичного анина и соответствующего третичного агаша.-

5. Предлояеи способ • ■ повьшешя в рабочем режиме чу ест витальностн ЙпИП < в 5-и раэ). путем, активация ионизационных хараитеристик. тер^оэмнггера при помопн параллельной пудаЧн с пробой, в детектор дозированного потека неионнэируеного путем новер.чностнсй ионизации аммиака.

6. локаг.'ано. что представленный комплекс унифицированных данных раз«« алкиланниоа на термоомяттере иэ молибдена, леглрогааниого вольфрамом совместно с.данными для термоэмиттероо из молибдена. леглровл'ного другими металлами. позволяет прогиоэпргпатЬ характеристики Пв!1Л с любил иа исследованных терчпамихге'го» по отношению в любым неисследованным аминам.

Г1ЯАКТНЧВСКЛЯ ЦЕННОСТЬ РАБОТЫ.

1. Разработанная конструкция новой модификации ПвИД передана в Л^егЖ'Ш'Чсое пкбл НПО "Химавтокатика", на базе которой была соуяанг пристигла ГвИД в комплекте <5 блоком питания для серийно

' хроматографов .''Цвет-500".

2. Соьчмгчо с НПО "Таялук"".пр» Гос. комитете России 'по гип.-ик-л'-лор.-вогии на бяэе Пп1'Д разработана .методика, оформленная

а виде- Руководящего Документ*: • Ыетедическиа укача:;ия- Охрана природы. Атмосфера. Методика ■ ьыполненн я измерений массовой концентрации триэтилаиина и атмосферном воздухе". которая рекомендован кап баговий для гкдромегслуаб СНГ.

3. НаПдепи нопие эффективные чермоамнтх'еры для ПвИА ча основе легированного монокристалла молибдена. я разработана технология их изготовления.

4. Показанная возможность прямой и ьисо.чочувствител:л(о($ регистрации Физиологически-активных четвертичных.. третнчнцх. вторичных. первичных аминов к китрозеамипос. • является оБосноиатшм для использования Ивид б задачах по определении очагов возникновения источников загрязнения канцерогенными аминами природной среди .

5. Предложенный способ повышения чувствительности ПШШ. путей параллельной подачи с анализируемая сивсыи дозированного потока аммиака. позволяет осуществлять анализ субкикрс^оличеста ряла Физмологичеекн-актиьнмх вецесть в различных природных. биологических и других объектах. что еакно в задачах прецизионного определении их наличия.

цд-злшту вшо.ацся^

1. Новие натеришы • для термоэмитгероа на осново конокристаллического молибдена, легированного иридием, рением, вольфрамом. платнноЯ обладающие бояав высокой ионизационной эффективностью, и стабильностью к дояускаьние оолее високие рабочие температура (до ТОЗО К), что позволяет использовать их при детектировании высокомолекулярных аминов г их производных.

2. Экспериментальное графики концентрационных зависимостей ( О ' €( Л т> I . полученные при ионизации альилаиинов в ИвИД а зависимости от функциональьол принадлежности анализяр/епого Еенйства группируется э зонах с соотвьтсгиуьщимь интервалами чувствительности. Это позволяет по расположении концентрационных зависимостей судить о функциональной принадлежности анализируемого алк.иламнна.

3. При хрипато гра?-и час гон анализа молекулы четгертичних агатов ГцМ'Х" в испарителе хооматогра^ диссоциируют до третичный ашшое . что обуславливает идентичность ьреиек уцеркимш четвертичных и соответствующих ин третичных амнион. Важная для целей анализа ьадача различения четвертичных и -грчтичяих аминов и слошых матрицах может бить проведена путем определения положении

конценграцчишых -¿¿висимостеП (для четвертичных аминов они располагаться п зот, ятсричнн.ч аминоо. но при эюн отношение сигкалчв поверхностно-ионигаииойного детектора и плакенно-нениэаииошкго хар-штериэуется значениями соответствующими для третпчнп;:). Отличие Форм хромлтограс.чческгх пиков четвертичного и соответствующего ему третичного ашгоов повышает иадезность нденти'Чн'.анчи четверти ч)на:; алк.н лани нов.

4. С помомьЬ Гм1;д мозно осуществлять анализ п других массой азотсодара.чаих соединений <икгроэоаминов. тоинитротслуола >.

5. " ос-уь.готплешше ьоисгрукторско-тихкологические исследования и роэрабеганнко носче технические ресения. включая решение задачи поркл-мчсния ПеЩ к хроматогрг<Пгп:-сгс,о11 колонке с нсо'Ъходи.иим коэМ-ччиепток деления потока ьа сикозе хроматогрл'тчоокеа колонки при параллельном -детектировании двумя доте ¡'.торами.

АИРЕАШ] 1„PAE£TIiL.

М-гтериг.'па дпосертапии доложена на 2-ом Всесоюзном совещания "Хнмиг саиаха пищи" ( Каунас. 1S37 г. ). на конференции '•лналитнка-90" ( Тмшсеит, i990 г. ), на noirfapenmiH 'Достнзенил иаукн--г.азг-ИТ1!ь сельского хозяйства" f Тпихеят. 1991 г. 1 . па 22 coi:leï'euuiiii по эмиссионной электропиле ( йсква. 1Q94 г. ). на if ядународном симпозиуме "Хроматография s: маес-смектронётрия б 1наянзе обьектсв окружамеП ^реды" ( С-Петербург. J394 г. ) . на гаучнок семчн-нм в С4ШИГЮ! им. В. А.Бугеева Главгидроме.та. по сонтролю чагря-¿нения окрулающей среды'.

По материалам диссертации опубликовано 10 печатных работ, юлучено -чйгорс.'че свидетельство СССР л четыре иностранных пгента. : СЖА. Японии. йвеИнагии. Италии ). Cil £Ш£ьЛ. ГШ* JEEPEEJATOBL.

Гшссгртоцноькчя работа состоит иэ введения, пяти глав, общих продев, списка цитируемой литературы яс J02 наименования и пдолсхексА. Диссертация изложена ::а 168 страницах.

S '¡\>миц. 29 рисунков, в пршкяхечяях представлена:

TexuR'iiäCKvf описание и инструкция но эксплуатации . ПвИД ' 721.1 во ¡1.; гаег.яян.-кого ОКБА НПО "Химантоматика" ; 2-глчщян Яое-'мент. Poci ияр-.-мета. Иеч'оди^ескив указанил "Охрана riiooüu AThforep'-.. Методика виполнення измерений массоиол CHUojnrauv.,» Т) v>Ts;."r;-i;-:a г> атмосферном ротдухе" ..

Эр . ' дана краткая характеристика проблем. стоящих

перед аналитиками - исследователями, которые возникает а процессе решения практических ■' задач. соязашшх с экологией, здравоохранением и др. Обоснована» актуальность Еибраиной темы. определена основная цель и задачи .исследований. показана новизна к практическая значимость темы диссертационной.' работы, сформулированы полевения, выносимые на защиту.

Б_пррроя глаье лрм&едец обзор современного сс. стояния

исследований по поверхностной ионизации органических соединений, обращено особое внимание на преимущества, которые- реализуются при регистрации азотистых основания с использование^ поверхностно-ионизационной методики. .

К. началу ■ данной работы были разработаны и реализованы несколько модификаций псверхногтио-иониэациотюго детектора. Б обзоре сопоставлены конструкторские особенности ПвИД с прямоиакальным эмиттером и с амнгтерон косвенного лакала, а такзз отмечено, что терноэниттерц язляются наиболее ответственным уилои в ПьИД - именно они в основном определяет выходные рабочие параметры детектора. Позтоиу Б ' обзоре 0С0609 место отведено вопроса», связанны« с разработкой оФ^еюти&нах тзрг.оэмиттеров н ь&тодак определения их характеристик.

Отмечено, что ннехниаесл терисомиттеры как пряхонакадыше .так. и косвенного накала из грликристалдаческих. материалов .илект недостаточную стабильность а воспроизводимость характеристик, что обусловлено влиянием естественных дефектов цоликрцсталлическоо структуры (дислокаций, ишеротрещины. граница зерен и т.д.).' При этом обращено внимание, что в отличии от' вакуумных условия при работе в атмосфере воздуха из-за непрерывной адсорбции•-на ионизирующую .поверхность иблекул кислорода из роэдуха моано получить стабильную ' иониаацию в на .ысокйслиемых металлах (иридна. рений. платина), причем эффективность ионисацки на эта." металлах моает превосходить эффективность ионизации на молибденовом термоэмиттере.

С учетом анализа данных по изучаемой проблема ь конце глаьц сформулированы цели « задачи исследований - создание нового материала для термозмиттеров.' сочетающего аксплуатационша

характс-ристкки молибдена (дешевизна) и ыкокие эмиссионные И каталитические характеристики металлов платиновой группы.

В12£аЗ_Хйайа псспчшена ош/саннго экспериментальных методик, технологий у. стендов. которне применялись в работе.

Дано описание элечтроняо-лучевоП устанспки для выращивания нонокристалличзских образцов молибдена (как чистого так и легированного). Приселены родимы вакууннол очистки Н'.'некристаллических заготовок тёрмоэмиттерсв косвенного накала.

Описаны экспериментальные стекли для проведения сопоставительных измерения характеристик №ИД с эмиттерами из разных материалов. Обоснована методика необходимости определения характеристик в двух отличающихся режимах: в импульсном, используя хромагограФическую установку с параллельным

детектирование« двумя детекторами и в непрерывном, используя газодинамическую установку. когда на вход непрерывно подалт калиброванную смесь. Приведены математические Формулы, позволяйте сопоставить экспериментально полученные в разных р&яимах характеристики: пэаимосогл?сспаниость которых . должна овидательстповать' о достоверности таких трудоемких аналитических измерения.

Б заключении второп главы представлена техническая документация повой модификации баосвоп модплй ЛвИЛ для серийного выпуска, лоторля Сила совместно с ИЭ АН -РУ создана в Дзержинском 0'СБА на основа разработанного в лаборатории детектора. с эмиттором косвенного накала.

а .. троть"Л 'главе диссертации дано научное обоснование «¡■гобходимости использования монокристаллов в качестве исходных материалов для твриоамяттсров. Рассматриваются вопросы, связанные с решением задачи совмещения, высоких ионизационных и удталитичесыкг .свойств дорогостоящих металлов и приемлимых эксплуатационких характеристик монокристаллического молибдена. Сов>'Ра'~,,1,ые структура легированных нонокриеталлов молибдена получали путем ьсецения оптимальных количеств легирующего материала 0.1 1- от веса), что • подтверждается лит^ратурнмгы глнними. Отмэчсно. что новые теркормиттвры .■ работоспособны в атмосфер'-' эоодухе. дс . т&мператур Т.<; 900 К в отличие' от тормсэчиттеров .чэ чистого Мо. .у которых Уяе при т -"00- г:рорлстаиг кристаллиты, прииодясио к. неетабильностим

раготь! ^ргч'сторг.

-Ю-

Ориьод&аы ргйультлты соцоста.вительных исследований тй^.оэнятгерое на оскоов монокристалла Мо, легированного 1г. Ко.

<4. Расснстрйяы ьодрссы. связанные с определением условна оасклуйтацви, подбором рэаекыов работы ториоэмиттаров. при юторь« с.>0£..саечивается иаиболыаая стабильность и наивысшая ионизационная _><Ка&тивне .

Приводятся асспоркнентальные зависимости • ьеличинн регистрируемого э детекторе ааряца 0 от ■ количества введенной дроби и I С • 1111 ) . На рис. 1 представлены типичный графики а ' 11 ю) для тризшланина. полученных для разных термоэадттеров : 1- Ко<1г>. 2- '1".о<«>. 3- Ио<Йе>. 4- Но. 5- Мо<РО. ОТМЙЧ6НО, ЧТО при работе в атмосфере воздуха на всех термоэмиттерах реализуется р«г.ордная чуьетьительность ■ - оценка порога обнаружения дает величины ю|П1п " О-в) Ю-14 г/сек.

Найден способ по&цк&пия чувствительности ПвИД и 5-6 раз да«« активации свойств терноэииттера при помощи параллольиоа подачи с пробой а детектор дозированного потока молекул анмиака. Это вавно при .решении задачи прецизионного анализе

оубиккрок-оличаств аминов на уровне Ю-15 г.

Чсчт^'рта-Ч_. •• посьящсна систематизации ' данных ¡;о

исследованию' аналитических характеристик поверхностно • ионизационного детектора. с этой цельь в единых

экспериментальных условиях проведена сопоставцтелькцо

исследования поверхностной иониаации раинах алкилалинов

(первичных. вторичних. . третачних и четвертичных) иетодон калиброванного вв^ла. лриби. При^едми графики зависимости?, сигнала ЛьИД от количества введенной пробы исследованных имииоп О « £( ю) е ПвИД с терноэкиттерои из Но<и> рис. 2. Отмечено, что ьсе. графики имеют одинаковые угяи наклона. Отклонение от линейности для всех алккяаминое начинается в средней при снятии с теркоэмиттера аарядоь 0 10~5 Кл. В зависимости от

Функциональной принадлежности адкиляминоа их графики группкруштся в определенные у о ни с Заданным интехвал он по чувствительности К (Кл/г) : в периуа цону с К > 1 коtuinj.hr грльики ьсьх трАУынмии алквламиное; во ¿гору ¡о зону с 1 > К > Ю-2 графики всех • исследованных вторичных' алкиланинов,- в третью золу с ¡с < 10~2 -грозди первичных аминов.

По экспериментальным графикам 0 « кдю) рассчитаны осношше хар_!к герметики ■ ПвИД % иссяедоцмнин алкилаиинаи. которые

Щ 0 (М

1 _ а — <:/г>Мо

2 ^ '"} __ <\Ч> Но

3 _ X _ <[?е> Но

4 — о — Но

5 - о — <Р1> Мо

Гас. 1. Логарифмически« зависимости величины рагнстркруекого в детектора заряда 0 = ¡1(1) с^Ь от количества введенного в испаритель хроматографа триэтиламинг для равных тврмоэмиттеров: 1 - Мс<1г>; 2 - з _ 1.*,0<№>;

4 - Мо; 5 ~ Мо< Р£>.

-6 -5 - -4 -з |Апь(Гш;

Рис, Гра^акя'"зааисимости выходного сигала поьорлнортао-иони-заиионного детектора от введенной ь него дозы вещества; 5 третичные амины: 1 - дипропилпрсиаргяледшя, 2 тргщро-пкламин, 3 - трябуталаман, 4 - триэтилаулв; вторичные ашлш: 5 - дипентялшот, 6 - дазопентиламия, 7 - дииаобут1р1амин, 8 - диэтиламин; яервячные амины: 9 - гексиламин, 10 - еллиланан,, 11 -бугиламчн;"

четвертичные амины ; 5 2 - тетраэтилашоний хлористый, 13 -тетраэтняакмончй броиистий, 14 - ацвтгюсоляи-хлорид.

приведены в таидице 1. Влдчо, что' ионизационная эЖ.1стиь»и><л».

/£ гда О* - поток риглсгркрз ьних ноной. а V' - обвдз

.1

поток коииэирулцахея молекул, напраиляашх т сход двтёкторл» ПоИЛ Для третичный аивкав достигает Ю"1-10"2. Пред-л детектирования третичных алкнламиноа находится на. уроыю ~

10-11 р/сек.

Откачено. что приведенные п таблице продели детектирования н днмейно-дннашпоские диапазоны для всех исследованных алхаламщ'оь рассчитывались а р.редпо чс-зеиам, что анниянгсг» :.<сч прсдстграфикоо. в область калик доз сох^апявтся ия.'оть /¡о ДсоЯного туна 2!,м - 2-10~13 А.

Високая чувствительность ПвИД подтяерзяайтся отнойи'.лгп сигналов поверхностно-ионизационного детектора ■ и нлаии::но -ионизационного ( ГпиИЛ^ДИП 1 : третичных оьо составляет 10' с Погрешность» для вторичных 102 . с погремостьв 10%; ДЛ.1

•первичных < 102 с погрешность« 25%.

Особо цыделены результаты Исследований четьертичнцх аминс.ь Из анализа ¡экспериментальных данных мозно эаклачэть. что '(етвертччные амины в • испарителе хроматографа раэлагаатся ич соответствующие третичные аИини и ге.логениди ( хом>наносскоа расцеплении) и продукты этой реакции (третичные аиины). саген подиергагггсл 5:рсматогрз?ичзскому разделению.

Обращено внимание, что графики четвертичных аниноо иои>дапт 3 зону вторичнцх алкилаиийои (рис.2). и то драия .как отношение сигналов 1пвШ!/1днп 3 таблица 1. указывает на принадлежность к третичным алкиламинам. Учитывая ото , а тахг>о, прикипая ео ишмаиио . характерное отличие формы .чроматограФнческого пика четвертичного аиита от ?>орнц соотЕстствувавго ему третичного олина. предлагается спосой идентификация четв^ртя'»-''"*-» аминов а оловных матрица«.

Представления? комплекс унифицированных данных по рависимостя* сигнала ПпШ1 от введенной в него дозы индивидуальная йлккламиноа • на термоэниттере иэ У1о<Ы> (рис.2) совместно с данными,'характеризующими относитальнуа чувствительность ПвИД для термозмкттароэ. легированных другими металлами • (рис.1) розволявт прогнозировать характеристики ПвШ по отнесении к неисследованным алкиламинам.

Очевидно, систематизация таких исследований и данных позволит специалистам выявить практические эадачп, а кстсрчх ПиНЛ даст наибольший аффект.

ТЛБЛИЦЛ 1

Основные характеристик.« поверхностно-ионизационного детектора

Алины Иенияаци о иная эФ Фектявно С'ГЬ Е по Л0БЕ:Л ЛОК.У ЧУВСТИОИ тельно- сть % (КЛ/Г) Предел двт«!стирэ В1!ШЯ raüli!1 (Г/С) линея-ннй диапазон ЛПД Селекти ВНОСТЬ' (Г, KUÍO нам.углеводородам carboiin SK 1гшид Jnsm Вое! rpoi ИЗ. j I 135)

Третичч ■ ДИППА ТПА ТБЛ ТЭА. 1.3-10-1 i.e-io-j 1.С • 10"' 2.0 -10" 2 7 2 С. Ü 3. 0 2. 1 2.7-10-" Э.Э-10-14 б.б-Ю-1"1 9.0- Ю"1^1 н>е 10&~.lue юоио 8000 6РОО 4000 3-4

КШаШЬ. . дпл ДиПА ДиЕА ДЗЛ 2. 5-Ю-2 í.e-io"2 2.G-10-3 1.1-1Q"3 2.9' 10--L i 3.3-10-^ 3.0-10-2 Э.ч. 10~12 7.0-1СГ1'1 0.0-10-12 3.3-10"1: 10G 106_ДСЬ 100 488 ВО 90 s<5

реРЕЗ^аь. ГЕЛ ' АЯА БА В.О'Ю"5 2.S-10"5 3,5 -Ю-.5 2.0-10-3 1.4-10-3 3.5-Ю-4 3.4'10-11 1,0-10-10 2.е- io-lcl ю5 10-5 30 5 70 . -S5

Чеуеер ju тегра-эг.«? аиония хлори-сти'п тйтра-згг/И аьмониЯ бромистый ацетпл-холин 4.5'10~э 2 .5- J.0-4 1.5-10-1 1.9-10-1 1.0-10~2 1-10-1^ 2-1P-U ,0е ,0е ■,сг ЗПОО АС 00 .2000 \ 5"6 3-6 3-6

Г Г 5-

Досесдииа—диссертации посвяцен исследование воамоаиостеа применения нвид к: другим ' классам азотистых оснований. На. примере канцерогенных М-кнгроэодпфеннлажша и нитроаоиотилиочевини бил оценен порог чувствительности ПвИД к нитрозоаминак. котория составил 10"10 - 10~12 г/сек.

Непосредственное детектирование ннтросоединения при попоим ПпИД но удается.' так как они практически не ионизируются путем поверхностной ионизации. Однако, известна каталитическая реакция преобразования их в амины на палладиовоП поверхности насыщенной водородом:

К-К02 3Н-1 -> И-)И2 + 2Н20

Н2

В работе реализован ¡¿ими чески й коньертор. работающий на этом Принципе, которая бил установлен на входе хроматографичоскоя колонки. Очевидно, что при. -такой методика достигается высокая селективность регистрации нитросоединснчя. так как. накладываются •'ада селекгивних процесса: процесс трансформации нитроссединений в !«нн и процасс регистрации продуктов реакции (аминов) при помощи ВИЛ. •

В конце раздела приведена иллюстрация аознонного определения сортности хлопкового волокна по исследование анинного профиля в газовиделеииях хлопкового . волокна в процессе его нагрева. Известно, что в зависимости от зрелости волокна в нем значительно ,-гоняется соотношение нейду амнносложнцм составом, входящим в белки волокна. Показано! что хлопковое волокно третьего сорта в процессе нагрева продуцирует значительное количество аминов, возникающих в результате! деструкции белков. Б образцах хлопка яврвого сорта аииннал Фракция отсутствует, т.к. хлопковое волокно перциго сорта на 100% состоит иэ целлюлозы. Очевидно, наличие корреляции мекду. профилем аминноЯ • фракции и независимо опрвдвяаинин качеством хлопкового волокна позволило бы

реализовать эдоьктивнмй и экспрессный метод определения сортности хлопка.

4, Разработана конструкция и создана образцы поверхностно-чонкэационного детектора коаоп нодиФшсзции с эмиттером косвенного накала, которые явились базовыми при разработке в Язеркиискок ОКБА НПО "Химавтоматика" опытных макетов ПвИД для серийных хроматографов "Иввт-500"

■ -162. Разработана технология и создан комплекс экспериментальная стондоз. Ш'зволяетип получать различные материалы на основа .-'.счокрксталлнчсского колис&шл. легированного иридием, рением. ^с^ьФраном. платиной. Определены реяимы обработки и тренировки сп.х материалов, позволяющие на базе этих материалов получать стабильны; эффективные термоэннттери для ИвИД.

3. Проведены сопоставительные экспериментальные исследоваш:я характеристик термоэмнттеров иэ Нос1г>, Мо<Ы>. Мо<Р.е>. Мо. Ио<РО. которые показали, что новые теркоэмитгеры сочетает а себе каталитические и »мисскэнные характеристики легируюсего материала (иридия. вольФрана. рения, платини) н приемлимые эксплуатационные характеристики (доступность. дешевизну. работоспособность в условиях атмосферы • воздуха) нонокргсталлическогс молибдена. Новые сФфек.тквныв термозмиттери обладают повышенной стабилоносгью по ср.'яг.чешш с термогмнттерами нэ чистого Мо и допускают более высокие рабочие температурь; ( X 500 К) . что позволим коксльзогать их при анализе высокотемпературных аминов.

4. Определены оптимальные резима работы ПвИД с тесмоэмиттерон косвенного лакала. при которы;; достигается наибольшая стабильность и Эффективность регистрации алкилашшов. НаПдея способ новшэния ( в 5--Г. раз ) чувствительности ПвИД, путем штивацш! '-ьопств термоэкиттард при помоаи параллельной подачи в детектор дозирошнкого поток л иеноиизируеных путем поверхностной конкзацки молокул анняака.

3, .Созданы Ег.спирямонтальяые стенды и отработаны методики аттестации' ЛеШ и двух я::аимодополняпщях регинах: с импульсной <хрокатогра4-ичвекий) и непрерывное (газод;иииический1 подачей анализируемой пробы.

6. основе экспериментальных данных показано, что графики кониентрациолнюг згвисиностеЯ 0 - {< д ш) г руппируются в' определенные поны'.' по чу в ст? нте- г кч о с тн н зап»'сииости от

. Функциональной принадлежности анализируемого глкздмгана: графики, грегичних алхиламиногз группируются » зочу с К > 1 Кл/г: вторя-тих в оо1:у с 1 > К > Ю-2 Кл/г: первичных в зону с К. < К,;/Т.

Определены основиыа характеристики новей модаТ.йкштг Пв1Ш с эммттвром из . Мо<И>. которые' подтвердили уиихальну» чувствительность, и селективность детектора к еякйлзмисах.

7. Полученный в работе комплекс унМ'ичирорапнич' яачных по крсЕ!.;м зависимостей О - ((¿ш) для раапих алкял.) чинив па одном иэ

-л

легированных термоэмиттеров . соаместно с данными для герноэииттирои из Мэ. легированного другими материалами, позволяют прох-ноаяровать характеристики ПвИД с лвбиь* из этих •термоэмиттерои по отношению к ранен неисследоьаиному алкиламину. S• Нсследоьана возможность использования хрокатограФичиского ПОИЛ для селвкч иьиой и чуьстыггелькиЯ регистрации и идентиадкАЦИИ четнертичнмх аминоо. Показано, что четвертичные амини при подача а испаритель хроматографа траис!ормиру!ится а третичные амшш, которые затем регистрируются ПвИДои. Продел чувствительности при регистрации четвертичных аминоя по даннол методике постигал, г значения ~ Ю-1-4 г/сак. Ь'аиде:ш признак» идентификация четиертичних аминов и cjioshjx смесям. путем анализа Форме хроматогр^фичеекого пика.

У. Показано, что ПвИД могяю испольэоцать для прямой регистрации нитроаоаминов ( лч примере Н-нитрозодн-Рениламина а нитрози.читилмочееини ) . ас использованием химического конвертера па ¡мил адиошм мембранах. нитросоед-лицций ми примерь'

тринитротолуола).

ОП;ошре_ . £OOEEaaUffiL_ МОТИ/ШИИ ОПШШМШ^-В- СДШ&Ш Е6ШИХ:

1. Расулев У.Х.. Назаров Э.Г., Сидельняков Ö.O.. Худаева Р.К. Високочувстиительнш. внеок.осэлы'.тивння детектор аминов. // 2-ое Всесоюзное сопйщание "Химия аапаха ними". Каунас. 1987. С. 70.

2. Расулев У.Х., . ллимхода ma И.Ш. . Ептухов Р.Н. . Назаров Э.Г.. Сидилытг.ов Б. О.. Ташлулатов В.а.. Худаеьа г. В. Поверхностно-уоннэациошшй детектор аминов. /'/ ИШТЭХИН. Москва. 1900. Вып. Ü. С,- 25-33.

3. Расулев У.Х.. Еьгухои Р.Н.. Назаров Э.Г.. Ташпулатов Б.Н.. Худлсва Г.В. Устройство для газовой хроматографии. // Авт. свидетельство N 4313390. 130В.

<1. Га сулив У.Х., Еалаухи.ч A.A.. Второй Б.Г.. Назаров Э.Г. . Худае-ва Г.Б. Уетодика аттестации и метрологического обеспечения повериностни-ионизациоипиго дятектора. // Инф. сооб. N 470. ФАН РУЭ. 1989. С, 11.

5. Расулев У.Х.. Пахарей З.Г.. Худаем. Г.Б. О возможности яроматограФичисют!о аналиоа чйгиертичних аммониевых ' солей при помощи поиерхностно-ионизациомиого детектора. // конференция "Аналитик.а-90". Ташкент. 1990. G. 15.

-г8-

6. Расулав УХ.. Крахмален 'В. А., Назаров' Э.Г.. ХУ даева Г. Б., Гоипов Л. Пахтачиликнинг айрим муакнолариии хал этиида сиртяД«. иоклаштприа усулн. /у .ГонФереккняси Фан ютукларн - кйшлок хугалипшн рироелантириога. Гоикент. 1991, В. 90-91.7. Пат. 5. 020. 5-54. США. ИКИ G 01 Н 33/00. fJothod оS апо1уга"£ of ot gan'ic Compounds in cliromatography. and apparatbo for porioi'roing ihis inethod. fiasulev U.Kh. . Nazorov E.G.. Sidelnikov V.O.'. Evtukhov П.И,. M irnkbodsaev Sh.S)).. Tashpulctov Ь.Й. ;Khudaevs G.B. MICH <136/161. 1991.

0. Пат. СИ 673. 113. A5 Швейцарии. 13KH G Ol N 30/62. Verfahren und Einrichtung zur Analyse ortr-mi scher Vorbiiiduccn in clor Chromntogi ofie. Rasulev U.Kh., I.'norov E.G., Gidelnikov "V.CK , Evtukhob R.H.. ftljmkhodzoev 3h.5h.. Tashpulatov B.M. , Khudaevö G.B. 1991.

9. Пат. 123 0 554 Италии. Ш01 G 01 N 30/62. Hatodo di onalisl dl composti orgariicl in cliromatoiirofia e dispositivo per lo suü realizzazione. TiasuU-v U.Kh., Ua~arov E.G... Sidalnikov V.O.. Evtukhov R.H.. Д1 imV.hodzaev SH.Sli. , Tashpulatov B.K. . Khudaeva G.K. НКЙ B-01L. 1991.

10. Пат. Японии N 183 AT <5. registered on 11.04.94. Method of analisin of örganic compcur.da in chromatoarephy and oppirotus tor perforaing tbis rasthod. Rooulev U.Kh.. Нькаго-/ E.G.. Sidclrsikov V.O.. Evtukhov R.N.. AI itd;hod;'.aov üh.Uh.. Ta^hpulatov В.И.. Khudaeva G.B.

11. Расулоа УЛ.. Назаров Э.Г. . Худаава Г.Б. Сопоставительные исследования чувствительности посорхностно-иокпгацпоииого детектора к ионизлруекии путем поверхностной ионизации органическим веществам. // 22-я Всесоюзная конференция по эмиссионной Е-лектронике. Воск-ва. 1994. Т. 1. С. 10-4-105.

12. Расулеа У.Х., Назаров Э.Г.. Худаева Г.Б. Анализ азотсодерващих оснооанип с применением поЕерхноитно-иониаационного детектора дг,л газовой хроматографии. // Я. KjVl РУз. 1994. И 12.

13.. запваалов ».А.. Петруиьов U.R.. Ьазарос Э.Г.. Х'-дк^ва Г.Б,

Высокочувствительная газохрсиатеграФнчоская методика определения триэтйяаггана. // ИвждуяародниЧ симпозиум. ХроНаюгра-Пш' и масс-. спектронетрил в анализе объектов здр\аар.-щаП сое ли. С-Петер&ург. 1394. ' •

-is- ;

14, P.asulov U.Kh., Hazorov E.Gi,. Khudaeva G.n. Chromatographic de-terekinatiwi of trace eraounds of cainea by !i 3urfac« Ionization detector. // j. of . Chromatogr. (получена корректура).

СИРТИЙ ИОНЛАШУВ ЛЕТЕКТОРЛАРИ М ШРНИНГ АЭОШ ДСОСЛАРНК ТАЩП ДОШИЛА ВУШШШШН Худаева Г. Б.

Нискача казмуни.

Уибу иада азотни <5ирикиаларга нисбатан оезгир ва танлаЗ цайд цкяиш учун мулкаллаиган билвосята зшттерли сиртий иоклашув ьллгич тафсиля берилган. Эмиттер сифатила турли элемеигяар (Pt.Ro, 1г. V/) билан легирлангаи колжЗден монокристалларидан $ойяалаииш тавсня этиладн. Оундай легирланган эюттерларнинг салат хусусиятларн молк? деинг.кпдек, э мисс иск ва кагалигик з^усусиятлари аса яегирлойчи ксддалар хоссаяари билап белгиланнаи куройтилган.

Язтектордан чицадиган ионлар токи катталиги упга кгритиладиган шдда [/п^дорига боггмщяегя тажр::^гларда агшцяанган ьатияаяаркнЕ та^лил к^лйш уоули бклан дотекторларшшг асосиЛ характерис-тикаларп С кэтрэногик характериотикалари ^ан) шшгуяаигап. Цйстеыалаштирши Ей уыуилаштирзс буйича утказвлган тад^ицотлар натавалари келтарилган.

Турлй синф зшшларшш цаНд рлш ва идснт«$икацкялаишинг ушб/ шла ргазоклактирилган хроматографии уоули асосида ^аводагн триэтилакиннияг мивдорини аншутаига ухваш усули таьоия цигинган, бу усулни. М. Д. К. давлатларгаикг гидроик-трологиа станиаяларила кенг цуллаш мулкалланмокда С И.И. Ч. Б. "Тайфун", Обнинск ш., Россия). Мисол гарш-;асида табиий шгротщт ннсен согяиги учу;; ута зарарли ¡Зулгак аминлар.питрозаамшпр ва турлг нитробириккаларнинг- бор-йук.липпш зни^чад« дсадар^ муамм.чш цилшща сиртий конлзшув детеклсрларишшг кулл^нилих кунам келтирилган. '

-

THE SURFACE IONIZATION DETECTOR AMD ITS APPLICATION TO AHALYSIS OF NITROUS BASES Khudaeva G.B.

Annotation

The v«rk describes a new codification of a surface ionization detector with an indirect thericoenitter that is intended fcr the sensitivo and sfilectivs registration cf nitrcnoncont^ininq ccrr,pounds. The perfect nsolybdenuia singlo crystals doped with various ¿lenents aro proposed to bs irsed as thenr.oerúttcr substance. It is shown that thersioeraitters tiade of doped Eolybdsnt-'a possess both the good operational properties cf bulk .molybdenum and indispensable analytic and emission characteristics of doping substance.

The results of systematized investigations of tha ruin characteristics of such detector (including ¡astrological' ones) are presented that where obtained using the analysis of experimentally defined dependences of the detector output - signal value cn tha sample cf the substance under analysis inserted into the. detector.

On the base of developed in tha work chromatographic procedure of registration and identification cf various classes of amines a unlficated method of determining the mass quantity of thiothylaaine in air was suggested (KPO "Tayfun", OtninSk city). The sethed is supposed to be widely applied in hydroiseteorology stations of CIS.

The examples are given of employing the surface-ionizaticn detector for solving the actual pr obleas concerning tha registration of the trace amounts of nltrozoasünes, nitrocompounds as wall as for the detection of the amine content in the natural objects.