Прямая сверхкритическая флюидная экстракция из водных растворов полярных органических соединений и их газохроматографическое определение

• Автор: Кузякин, Станислав Вадимович
• Шифр специальности: 02.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 145 с. : ил.

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Общепринятые подходы к концентрированию при анализе вод на содержание полярных органических соединений.

1.1.1. Жид костьжид костная экстракция.

1.1.2. Твердофазная экстракция

1.2. Другие подходы к концентрированию полярных соединений

из воды
1.3. Ограничения и недостатки общепринятых методов выделения и концентрирования органических соединений из воды

1.4. Сверхкритическая флюидная экстракция.

1.4.1. Сверхкритическое состояние вещества

1.4.2. Свойства сверхкритических флюидов
как экстрагирующих фаз
1.4.3. Методы исследования растворимости и коэффициента фазового распределения определяемых веществ в системе жидкость сверхкритический флюид
1.4.4. Сверхкритическая флюидная экстракция полярных органических соединений.
1.4.5. Подходы к аналитическому применению сверхкритической флюидной экстракции органических соединений.
1.4.5.1. Прямая сверхкритическая флюидная экстракция из воды в органический растворитель
1.4.5.2. Прямая сверхкритическая флюидная экстракция без использования органических растворителей.
1.5. Сверхкритическая флюидная экстракция как метод пробоподготовки и концентрирования при определении следовых количеств органических соединений в воде.
ГЛАВА 2. ИСХОДНЫЕ ВЕЩЕСТВА, АППАРАТУРА,
МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА И ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ
2.1. Исходные вещества и реагенты
2.2. Аппаратура и техника эксперимента.
2.3. Методика эксперимента.
2.3.1. Приготовление растворов модельных соединений
2.3.2. Сверхкритическая флюидная экстракция
2.3.2.1. Статический режим
2.3.2.2. Динамический режим.
2.3.2.3. Сбор экстракта.
2.3.3. Газохроматографический анализ экстрактов
2.3.4. Хроматомассспектрометрический анализ экстрактов.
2.4. Обработка результатов измерения.
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ УСЛОВИЙ КОЛИЧЕСТВЕННОГО СБОРА И ПЕРЕНОСА ЭКСТРАКТА В ХРОМАТОГРАФИЧЕСКУЮ КОЛОНКУ БЕЗ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОРГАНИЧЕСКОГО РАСТВОРИТЕЛЯ.
3.1. Газохроматографический анализ экстрактов
3.1.1. Оптимизация условий разделения исследуемых соединений на хроматографической колонке и оценка пределов детектирования
3.1.2. Ввод соединений в хроматограф при помощи сорбционного устройства.
3.2. Улавливание исследуемых соединений на сорбционное устройство после СФЭ
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ УСЛОВИЙ ПРЯМОЙ СФЭ СЛЕДОВЫХ КОЛИЧЕСТВ ПОЛЯРНЫХ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ
ИЗ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ
4.1. Условия распределения следовых количеств полярных органических соединений между водной и флюидной фазами.
4.1.1. Определение времени сдува флюида для количественного переноса модельных соединений на сорбционный картридж
4.1.2. Определение времени достижения равновесия.
4.1.3. Зависимости коэффициентов распределения от температуры, давления и природы флюида.
4.2. Влияние температуры и давления на скорость экстракции .
4.3. Влияние природы флюида на скорость экстракции
ГЛАВА 5. АНАЛИЗ ОБРАЗЦОВ ВОДЫ.
5.1. ГХМС анализ экстрактов
5.2. Контроль качества
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.

Список сокращений
ГХ газовая хроматография
ЖЖЭ жид костьжид костная экстракция
КХ жидкостная хроматография
ИАЭ иммуноаффинная экстракция
МЖЭ микрожид костная экстракция
ПДК предельно допустимая концентрация
СФ сверхкритический флюид
СФЭ сверхкритическая флюидная экстракция
ТФМЭ твердофазная микроэкстракция
ТФЭ твердофазная экстракция
ЭПМО экстракция полимерами с молекулярными отпечатками.
ВВЕДЕНИЕ


Авторы существующих работ по СФЭ преимущественно имеют дело с достаточно высокими концентрациями определяемых соединений, причем сами соединения чаще всего неполярны и гидрофобны. Прямая СФЭ из водного образца используется редко, чаще проводят извлечение с сорбента с предварительно сконцентрированными целевыми соединениями. Извлечение полярных соединений проводили либо с помощью техники дериватизации, либо модификацией экстрактантафлюида метанолом и другими органическими растворителями. Возможность прямой СФЭ из воды ультраследовых количеств полярных органических соединений в том числе экотоксикантов без использования органических растворителей и их определения в воде на уровне ПДК и ниже в литературе не рассматривалась. ПДК и ниже, основанные на их прямой СФЭ и последующем газохроматографическом и ГХМС анализе всего экстракта. СФЭ из воды полярных органических соединений и последующего хроматографического или ГХМС анализа всего экстракта были предложены способы анализа питьевых вод. Предложенный способ можно применять и для других водных образцов. Предложенные способы могут быть использованы в экоаналитическом и санитарногигиеническом контроле соответствующих экотоксикантов, а также в биоисследованиях. Результаты работы использованы на Химическом факультете МГУ им. М.В. Ломоносова и при исследовании состава примесей в образцах вод Рублевской станции водоподготовки г. Москвы, подвергнутых озонированию и ультразвуковой обработке в рамках договора с Московским Комитетом по Науке и Технологии МКНТ. Результаты работы были представлены в виде стендовых докладов на 3ем международном симпозиуме по сверхкритической флюидной технологии для применения в области энергетики и охраны окружающей среды Тяньдзинь, Китай, г. Брюгге, Бельгия, г Разработанные способы были использованы для определения органических микропримесей в воде Рублевской станции вод оп од готовки г. Москвы до и после озоновой и ультразвуковой обработки в рамках договора с МКНТ. По материалам диссертации опубликовано 5 работ в виде статей и тезисов докладов. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, выводов и списка литературы. Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель работы, задачи, научная новизна, практическая значимость и положения, выносимые на защиту. Первая глава представляет собой литературный обзор методов анализа вод на содержание следовых количеств сильно и среднеполярных органических соединений. Основное внимание уделено рассмотрению общепринятых методов пробопод готовки, используемых при анализе вод, их возможностям и ограничениям с точки зрения определения ультраследовых концентраций органических соединений. Рассмотрены ключевые источники существующих ограничений общепринятых методов пробоподготовки. В этой же главе рассматривается состояние одного из перспективных вариантов пробоподготовки, развивающихся сегодня сверхкритической флюидной экстракции. Здесь же дается критическая оценка состоянию дел в области использования прямой СФЭ при определении ультраследовых содержаний органических соединений в воде. Во второй главе описывается оборудование и методика эксперимента. В третьей, четвертой и пятой главах представлены результаты разработки метода прямой СФЭ из воды ультраследовых количеств полярных органических соединений и способа их определения, основанного на сочетании этого метода с газохроматографическим анализом всего экстракта. Приведены результаты исследования условий прямой сверхкритической флюидной экстракции из воды ультраследовых количеств полярных органических соединений, принадлежащих к различным классам, а также результаты разработки способов определения ультраследовых концентраций рассматриваемых соединений в воде на уровне ПДК и ниже. В пятой главе представлены также результаты использования разработанного метода для анализа ряда образцов водопроводных вод на содержание органических соединений исследуемых классов. В заключении рассмотрены перспективы развития предложенного метода, намечены пути дальнейших исследований. Диссертация изложена на 5 страницах, содержит рисунков, таблиц и список литературы из 0 наименований.