Кулонометрический кислородный сенсор

Гурская А.В.

Санкт-Петербургский государственный университет,

Санкт-Петербург, Россия.

Аспирант 2г.

[email protected]

Научный руководитель: Ермаков С.С.

В настоящее время проблема мониторинга растворенного кислорода весьма актуальна: как в водных средах, так и в медицинской области анализа. Другой проблемой связанной с определением растворенного кислорода является контроль технологических вод на ТЭС и АЭС, где содержание кислорода не должно превышать уровня 10-20 мкг/л.

Большинство применяемых в настоящее время кислородных анализаторов основано на амперометрическом принципе детектирования, в них используется ячейка Кларка в том или ином исполнении. Несмотря на широкое распространение, амперометрические сенсоры имеют ряд недостатков:

1. Для анализаторов любых конструкций наблюдается зависимость выходного сигнала от скорости потока анализируемой среды.

2. Также наблюдается зависимость выходного сигнала от температуры анализируемой среды.

3. Довольно трудно реализовать устройство для работы под давлениями более 1 атм., в связи с тонкостью используемых мембран (5-10 мкм).

4. Амперометрический сенсор требует периодической калибровки, так как загрязнение поверхности мембраны меняет ее диффузионные характеристики и вызывает снижение чувствительности. Кулонометрические аналитические методы практически лишены недостатков присущих амперометрическим методам. Настоящая работа направлена на создание нового сенсора и на его применение в кулонометрическом анализе, где аналитическим сигналом является полное количество электричества необходимое для количественного прохождения электродного процесса.

,

В работе была использована ячейка Кларка, модифицированная для кулонометрических измерений, путем ограничения анализируемого объема и увеличения площади поверхности рабочего электрода.

Расчеты полного количества электричества проводились 4-мя различными способами для сравнения между собой:

-по закону Фарадея ,

-прямое интегрирование полученных хроноамперограмм,

- по формуле Мейтса

-и по формуле: , где k - константа ячейки, определяемая графически зависимости ln(i/i₀) от времени.

ВЫЯВЛЕНИЕ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ДЕНДРИТНЫХ ПОЛИМЕРОВ НА ОСНОВЕ ПОЛИЭТИЛЕНИМИНА В КАЧЕСТВЕ МОДИФИКАТОРОВ СТАЦИОНАРНОЙ И ПОДВИЖНОЙ ФАЗ В УСЛОВИЯХ ВЫСОКОЭФФЕКТИВНОЙ ТОНКОСЛОЙНОЙ ХРОМАТОГРАФИИ

Дзема Д.В.,¹ Мартыч Ю.Н.²

¹Санкт-Петербургский государственный университет,

Санкт-Петербург, Россия.

Студент III курса.

[email protected]

²Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, Россия. Студент VI курса.

Научный руководитель: Карцова А.А.

В работе предложен способ модификации ТСХ-пластин и подвижной фазы сверхразветвленным полимером на основе полиэтиленимина, функционализированного мальтозой, обеспечивающий рост эффективности при определении витамина В2 в 100 раз и В12 в 10 раз по сравнению с результатами в отсутствии модификатора.

Достоинства метода ВЭТСХ в сочетании с видеоденситометрией способствуют все более активному его использованию в аналитической химии. Модификацией фаз можно добиться изменения констант распределения аналитов и, как следствие, повлиять на эффективность и селективность разделения. В последние годы отмечается повышенный интерес к дендримерам и сверхразветвленным полимерам в методах разделения в качестве компонентов подвижных и стационарных фаз.

Нами проведена серия экспериментов с использованием мальтозированных полимеров на основе полиэтиленимина (PEI-Mal) в различных концентрациях и отличающихся массами ядер и степенью функционализации мальтозой в качестве модификаторов стационарной и подвижной фаз и выявление возможностей таких сорбционных материалов при разделении гидрофильных аналитов - водорастворимых витаминов (В1, В2, В6, В12 и С) в условиях высокоэффективной тонкослойной хроматографии (ВЭТСХ). Коэффициенты импрегнирования составляли 1,5·10^-4-1,8·10^-4..

Установлено, что импрегнирование поверхности пластины PEI-Mal приводит к снижению пределов обнаружения и факторов удерживания аналитов по сравнению с немодифицированным силикагелем. Использование дендритных полимеров в качестве модификаторов стационарной и подвижной фаз привело к значительному увеличение эффективности (особенно, в случае витаминов В2 и В12) по сравнению с другими модификаторами, применяемыми в ВЭТСХ.

Полученные результаты сопоставлены с такими модификаторами хроматографических систем как поверхностно-активные вещества (ПАВ), имеющие сходную с PEI-Mal мицеллярную внутреннюю и внешнюю топологию (фундаментальное отличие состоит в том, что все терминальные группы полимера ковалентно связаны с ядром).