Потенциометрические сенсоры и мультисенсорные системы для индивидуального определения лантанидов в смесях

• Автор: Спиридонов, Игорь Геннадьевич
• Шифр специальности: 02.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 118 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ.
ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ДАННЫХ

1.1Химические сенсоры.

1.2.Потенциометрические пленочные полимерные сенсоры.

1.3.Теория появления электродного отклика пленочных ИСЭ

1.4.Мультисенсорные системы электронный язык.

1.5. Потенциометрические сенсоры для определения

лантанидов

1.6. Постановка задач и

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.Изучение перекрстной чувствительности сенсоров
2.7.Определение коэффициентов селективности сенсоров.
2.8.Определение нижнего предела обнаружения сенсоров.
2.9.Изучение рНчувствительности сенсоров
2 Применение разработанных сенсоров для определения лантанидов в модельных растворах цикла переработки ОЯТ
3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ.
3.1.Сенсоры на основе ДПК с использованием НФОЭ в качестве
пластификатора
3.2.Сенсоры на основе ДИП с использованием НФОЭ в качестве
пластификатора
3.3.Сенсоры на основе ДИК и ДИП с использованием 2Ф2Н в качестве пластификатора.
3.4.Сенсоры на основе ТОДГА, ТФДО и ОФКМ с использованием НФОЭ и 2Ф2Н в качестве пластификаторов
3.5.Определение параметров перекрстной чувствительности разработанных
сенсоров в азотнокислых растворах катионов лантанидов.
3.6.Определение лантанидов в модельных растворах цикла переработки
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


В этот же период появляются поликристалличсскис сенсоры на основе спрессованного порошка сульфида серебра и изобретнные Эрно Пунгором мембраны, состоящие из порошков малорастворимых неорганических солей, диспергированных в полисилоксановой матрице. В году появляются жидкие ионоселективные электроды с мембранами на основе нейтральных переносчиков. А в году впервые предложено использование поливинилхлорида ГТВХ при изготовлении сенсорных мембран 6. Это было значительное достижение в области исследований жидкостных мембранных электродов, породившее огромное количество ИСЭ. Появление ИСЭ с полимерными пластифицированными мембранами сделало возможным широкое варьирование аналитических характеристик путм подбора ионофоров, катионообменных добавок, пластификаторов и их взаимных соотношений. Благодаря этому вскоре появляются ИСЭ на многие катионы и анионы, в том числе и органические. В году американский исследователь В. Прессман установил, что макроциклический депсипептидный антибиотик валииомицин обладает способностью образовывать комплексы со щелочными металлами и резко увеличивает способность переноса их ионов через мембраны. В году П. Бергвельд обнаружил зависимость измеряемого потенциала полевого транзистора от концентрации хлорида натрия в биологических средах. А в году в лаборатории американского химикааналитика профессора Генри Фрайзсра был разработан новый тип ИСЭ тврдоконтактные электроды типа покрытой проволки . Это исследование породило огромное количество работ, в которых приводятся различные способы применения тврдоконтактных электродов. Открытия П. Бергвельда и работы Г. Фрайзера легли в основу создания новых типов сенсоров ионоселективных полевых транзисторов ИСПТ, или I, сочетавших в себе достижения современной технологии микроэлектроники и классических ионоселективных электродов. Данный класс устройств быстро набрал популярность ввиду своего полностью твердотельного исполнения и миниатюрности, позволяющей создать на миллиметровой кремниевой подложке мультисенсорную систему. Популярность была такова, что родилась целая новая область в сенсорных исследованиях, названная исфетология от слова I английского названия данного типа сенсоров 9. Промышленный выпуск данных сенсоров был освоен лишь в году фирмой I i. В году возникают первые пьезоэлектрические биосенсоры, а в году оптоды. На протяжении всей истории развития химических сенсоров, их аналитические характеристики постоянно совершенствовались. Но, к сожалению, не все из них были способны к работе в многокомпонентной системе изза проблем с селективностью. Учт влияния мешающих ионов с помощью константы селективности уравнения 1. В году появилась первая работа Персауда и Додда по электронному носу. А в году впервые в работе был предложен термин электронный язык. Применение мультисенсорных систем позволяет решать задачи, которые нельзя решить с помощью отдельных сенсоров, такие как определение вкуса и качества различных пищевых продуктов . Таким образом, химические сенсоры эволюционировали от простого стеклянного электрода, предназначенного для определения концентрации катионов водорода, до мультисенсорных систем электронный язык, имеющих огромные возможности по одновременному определению множества разнообразных веществ. Потснциомстричсские пленочные полимерные сенсоры. Наиболее развитыми и распространнными на сегодняшний день химическими сенсорами являются ионоселективные электроды ИСЭ на основе полимерных пластифицированных мембран, что связано с широкими возможностями по управлению их свойствами варьированием химической структуры мембраноактивных компонентов. Ионочувствительная мембрана таких сенсоров представляют собой пленку из пластифицированного поливинилхлорида ПВХ или из других полимеров акриловых, силоксановых или уретановых , . Пластификаторы с одной стороны используются в качестве растворителей ионофоров, определяющих вид электродной функции катионная или анионная, чувствительность и селективность мембраны к определнным катионам, а с другой придают эластичность мембране и требуемую диэлектрическую проницаемость. Основным полимером для таких ИСЭ является ПВХ.