Электродноактивные материалы на основе фосфиноксидов для мультисенсорных систем типа "электронный язык"

• Автор: Кирсанов, Дмитрий Олегович
• Шифр специальности: 02.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 119 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ДАННЫХ.

1.1 Общие сведения о полимерных сенсорных мембранах

1.2 Теория функционирования пленочных ИСЭ

1.3 Полимерные сенсоры для определения тяжелых металлов.

1.4 Сенсоры на трехзарядные катионы металлов

1.5 Сенсорные системы типа электронный язык для определения тяжелых металлов

1.5 Пленочные ионоселективные электроды на основе фосфиноксидов

1.6 Постановка задачи.

2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА

2.1 Компоненты для изготовления сенсорных мембран и их

характеристики
2.2 Методика изготовления сенсоров
2.3 Методика приготовления растворов
2.4 Методика потенциометрических измерений
2.5 Изучение чувствительности сенсоров
2.6 Определение коэффициентов селективности сенсоров
2.7 Изучение рНчувствительности сенсоров.
2.8 Изучение редоксчувствительности сенсоров.
2.9 Применение разработанных сенсоров для определения меди,.
цинка и свинца в микроконцентрациях в искусственной.
морской воде
3. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ.
3.1 Сенсоры на основе трифенил и триоктилфосфиноксидов.
3.2 Сенсоры на основе дифосфиндиоксидов
3.3 Сравнение катионообменных соединений КТФБ, ФКТФБ и ХДК
3.4. Сенсоры на основе карбамоилфосфин оксидов, ТФДО и ХДК.
3.5. Определение микроконцентраций меди, цинка и
свинца в модельной морской воде
ВЫВОДЫ.
СИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ВВЕДЕНИЕ


Широкое распространение именно ПВХ для изготовления пленочных мембран объясняется его дешевизной, хорошими механическими свойствами и высокой пласгифицируемостью. Весовое соотношение ПВХ и растворителяпластификатора составляет, как правило, соответственно. При таком соотношении компонентов мембранной матрицы достигаются се оптимальные физические свойства и обеспечивается относительно высокая подвижность вносимых в мембрану активных компонентов 5. Растворительпластификатор оказывает существенное влияние на поведение жидкостных и плночных мембранных электродов. Способность растворителей сольватировать преимущественно анионы или катионы, одноил и двухзарядные ионы заставляет уделять пристальное внимание подбору растворителя. Практика показывает, что действительно инертных растворителей не существует и даже так называемые фоновые мембраны ПВХпластификатор часто обладают выраженной чувствительностью к ионам в растворе. Наиболее часто в качестве пластификаторов используют диэтилгексилсебацинат, триэтилгексилфосфат, онитрофенилоктиловый эфир. ПВХ и растворительпластификатор образуют мембранную матрицу, в которую вносятся собственно МАК ионофоры и ионообменные добавки. Селективный электрохимический отклик ИСЭ обеспечивается за счет взаимодействия целевого нона с ионофором, содержащимся в мембране. Ионофорами могут быть как нейтральные, так и заряженные молекулы. Как правило, это органические соединения сложной структуры, способные к селективному комилексообразованию с ионами из внешнего раствора. Классическим примером ионофора является валиномицин антибиотик циклической структуры 6, который активно используется и по сей день в составе калийселективного пленочного электрода. Разработано большое количество различных ионофоров, среди которых представители таких классов органических соединений, как краунэфиры, порфирины, всевозможные металлорганические соединения и т. Улучшение свойств ионоселективных электродов на основе заряженных переносчиков также возможно, но требуются катионообменники для анионселективных электродов и наоборот 8. Производные аниона тетрафенилбората используются как ионообменники в катионселективных плночных и оптических электродах уже много лет. Помимо влияния анионов, тетрафенилбораты также уменьшают сопротивление мембраны 9. Позже было найдено, что присутствие катионообменников в оптимальной концентрации улучшает селективность ионофора, стабилизируя комплекс ионионофор . Делокал изо ванный отрицательный заряд и пространственно затрудннная структура делают анион тетрафенилбората очень слабым комплексообразонателем, что приводит к слабому, неспецифичному взаимодействию с образованием ионных нар и способствует максимальному проявлению свойств ионофора . Самыми хорошими характеристиками, с точки зрения стабильности, обладает 3,5бисметилтрифторфенилборат анион ТФФБ. Присутствие сильных электроноакцепторных групп снижает тенденцию к разрушению связи ВРИ, поскольку существенно уменьшается заряд, локализованный на ипсоатомах углерода . Более того, присутствие электроноакцепторных групп подавляет тскоординацию фенильных групп, тем самым делая ТФФБ более инертным. В настоящее время целесообразность добавления катионообменных соединений к мембранам на основе нейтральных переносчиков широко признана и использование таких мембран без добавок, как правило, не рекомендуется. Простейшая теория отклика ИСЭ с полимерной мембраной была предложена достаточно давно , . Однако долгое время оставался неясным вклад различных составляющих в мембранный потенциал , . I, КС1Насыш1 исслед. ЭДС Е еЖ. О где Еммембранный потенциал, Ежс. Поскольку мембрана обычно находится между исследуемым образцом и внутренним раствором ИСЭ, мембранный потенциал Ем можно разделить на три составляющие, а именно фазовые граничные потенциалы, возникающие по обе стороны от мембраны, и диффузионный потенциал в самой мембране. Считается, что потенциал на внутренней границе мембрана внутренний раствор ИСЭ постоянен, а диффузионный потенциал, как было недавно экспериментально показано , , , в большинстве случаев незначителен. ЕМ ЕЕф. Ъ заряд иона I, Епостоянная Фарадея, аводн. I в водной и органической фазах соответсвенно.