Способ определения ультраследовых примесей органических соединений

 

.; Ф, w.it». Ч "1 1

it.Г - >.r3.. li Э" .Р:;., $ »,d l> )

О ИСА ИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<11 728067

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 220678 (21) 2632816/18-25 (51)М. Кл 2

G 01 N 27/62. с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

СССР ио делам изобретениИ н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 150480. Бюллетень ¹ 14 (53) УДК 543. 272 (088. 8) Дата опубликования описания 150480 (72) Авторы изобретения

Э.Я.Зандберг, A.Ã.Êàìåíåâ, В.И.Палеев и У.Х. Расулев

Ордена Ленина физико-технический институт им. A.Ô.Èîôôå (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УЛЬТРАСЛЕДОВЫХ ПРИМЕСЕЙ

ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

Изобретение относится к области аналитической химии и может быть использовано для обнаружения субмикроколичеств органических соединений определенных классов в смесях при их газохроматографическом разделении, а также в атмосфере воздуха.

Известный способ определения ор. ганических соединений методом поверх-1п ностной ионизации (1),-заключающийся в направлении на термоэмиттер паров анализируемых веществ при пониженном, давлении и измерении тока ионизации, не позволяет обеспечивать

15 стабильность эмиссии ионов: при постоянных температуре термоэмиттера и давлении анализируемого вещест- ва ионный ток уменьшается со временем-вследствие уменьшения коэффициента поверхностной ионизации иэ-за отравления термоэмиттера ° Отравление состоит в обеднении поверхности термоэмиттера кислородом из-за восстановления окислов на его поверхности продуктами разложения на ней анализируемых органических соединений. Для достижения постоянства во времени коэффициентов поверхностной ионизации анализкруе- З вы веществ на термоэмиттере из окисленных металлов необходимо вместе с анализируемыми Органическими соединениями направлять на термо— эмиттер кислород или воздух в количествах, обеспечивающих при рабочей температуре термоэмиттера скорость окисления поверхности не меньшую, чем скорость восстановления его окислов продуктами разложения органических соединений.

Известен способ определения ультраследовых примесей органических соединений в газовой хроматографии с помощью диодных поверхностно-ионизационных детекторов с термоэмиттерами из - окисленнйх» металлов, включающий пропускание "через детектор анализи- руемого вещества и кислорода в количествах, обеспечивающих при рабочих температурах термоэмиттера постоянство коэффициента поверхностной ионизации анализируемого вещества, и измеренйе тока ионизации (2) .

Однако при использовании детектоpos s газовой хроматографии по этому способу невозможно достичь воспроизводимости определений; при постоянной концентрации анализируемого в 72806 7

Целью изобретения является обес- м печение воспроизводимости определе35 и ний субмикроколичеств органических соединений с помощью поверхностно- л ионизационных детекторов, а также И существенное увеличение времени не- а прерывной работы и срока службы де- н текторов. 4О т цель достигается тем, что в спосо- п бе определения ультраследовых приме- 1 сей органических соединений в газо Ъ/ вой хроматографии с помощью диодных р поверхностно-ионизационных детекто- 4 ч ров с термоэмиттерами из окисленных х металлов, заключающемся в пропуска- щи нии через детектор анализируемого с . вещества и кислорода в количествах, в . обеспечивающих при рабочих темпера- 5О п турах термоэмиттера постоянство коэф фициента поверхностной ионйзации анализируемого вещества, и в измерении,тока ионизации, температуру термоэмиттера устанавливают ниже температ(ры роста кристаллитов окислов на поверхности термоэмиттера.

Известно, что наилучшим материалом термоэмиттеров в диодных детекторах является окисленный молибден.

При использовании детекторов с тер- g) моэмиттерами из окисленной молибденовой проволоки обнаружение ведут при температуре термоэмиттера Т « 700"K при потоках воздуха через детектор со скоростью S>V 1 л/ч, при кбнФормула изобретения щества значительно изменяются со временем.и ток ионов от ионизации анализируемого вещества (он увеличивается

-и -л в несколько раз от 10 -10 А в начале работы детектора до 10 -10 А через несколько часов работы) и уро5 вень шума детектора,что приводит к уменьшению со временем отношения сигнал/шум до .10 -104 раз и к тако. му же уменьшению пороговой чувствительности.

Кроме того, срок службы таких детекторов мал, в зависимости от ширины зазора между термоэмиттером и коллек- тором и от температуры термоэмиттера он составляет от десятка минут до нескольких часов. 15

Было найдено, что невоспроизводимость определений, нестабильность работы детекторов и последующий выход из строя обусловлены тем, что при используемых в известном способе 20 температурах термоэмиттера на поверхности термоэмиттера прорастают кристаллиты окислов молибдена в виде игл. Рост кристаллитов приводит к непрерывному изменению площади эмиттирующей ионы поверхности и ее форМы, а также к изменению распределения напряженности электрического поля в зазоре между термоэмиттером и коллектором. Выход детектора из строя происходит, когда кристаллиты достигают поверхности коллектора. центрациях органических веществ не большей 0,2 мг/л в случае непрерывного пропускания веществ через детектор или до 20 мг/л при импульсном; вводе вещества в детектор.

При таких количествах анализируемых веществ и воздуха и такой температуре термоэмиттера скорость окисления поверхности термоэмиттера не меньше, чем скорость восстановления окислов на поверхности термоэмиттера продуктами разложения на ней молекул анализируемых веществ, что обеспечивает постоянство во времени коэффициента поверхностной ионизации анализируемых веществ. При температуре термоэмиттера Т 700 K на его по верхности не прорастают кристаллиты окислов молибдена в течение более

1000 ч. При больших количествах анализируемых веществ увеличение потока воздуха не компенсирует отравления эмиттера при Т = 700 К. При больших, чем Т 700 К температурах термоэмиттера скорость роста кристаллитов окислов становится значительной.

Использование предлагаемого способа обнаружения ультраследовых примесей органических соединений с помощью поверхностно-ионизационных детекторов дает по сравнению с известными способами следующие преимущества: обеспечение воспроизводимости определений; существенное увеличение вреени непрерывной работы детектора .срока его службы.

Благодаря этим преимуществам предагаемый способ позволяет производить качественный и количественный нализ ультраследовых примесей амиов и различных их производных (в ом числе и биогенногд происхождения ри их содержании в воздухе до 10

0 qr/л и в смесях соединений до

10 " r что особенно важно для обнаужения содержания ультрамалых колиеств ряда токсичных веществ в воздуе, для анализа веществ, определяюх характер запаха, для определения одержания некоторых концерогенных еществ (нитроэамины) в воздухе, в очве, пище и т.д.

Способ определения ультраследовых примесей органических соединений в газовой хроматографии с помощью диодных поверхностно-ионизационных детекторов с термоэмиттерами из окисленных металлов, включающий пропускание через детектор анализируемого вещества и кислорода в количествах, обеспечивающих при рабочих температурах термоэмиттера постоянство коэффициента поверхностной ионизации анализируемого вещества, и измерение

728067

Составитель, В. Екаев

Техред M.Êåëåìåø Корректор Ю.Макаренко

Редактор И.Шубина

Заказ 1129/45 тир ж 1 19 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 тока ионизации, о т л и ч а ю щ и й.с я тем, что, с целью обеспечения воспроизводимости определений, температуру термоэмиттера устанавливают ниже температуры роста кристаллитов окислов на поверхности термоэмиттера.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9439747, кл. G 01 N 27/66, 1971.

2. Расулев У.Х. и др. Обнаружение органических соединений с помощью поверхностно-ионизационного детектора. Материалы Всесоюзной конференции

Ф

Состояние и перспективы развития аналитического приборостроения до

1985 года Тула, ноябрь, 1975, Секция Научно-технические проблемы гаэоаналитического приборостроения .

М., 1975, с. 142-162 (прототип).