Исследование сорбционной способности покрытий пьезокварцевых сенсоров для определения летучих фенолов и формальдегида

• Автор: Лаврентьева, Татьяна Леонидовна
• Шифр специальности: 02.00.04, 02.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Липецк
• Количество страниц: 134 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИИ. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

. ОБЗОР СОВРЕМЕННЫХ МЕТОДОВ ДИАГНОСТИКИ

ГАЗОВЫХ И ЖИДКИХ СРЕД.

I. 1. Применение пьезокварцевых сенсоров в физикохимических

исследованиях и анализе.

I. 2. Определение фенолов и формальдегида в воздухе

г ОБЪЕКТЫ, ПРИБОРЫ И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ.,

II. 1. Характеристика объектов исследования, полимеров,

биополимеров и химических реагентов

II. 2. Схема стендовой установки для исследования сорбционной

активности покрытий
II. 3. Методика исследования сорбционной активности
тонкопленочных покрытий
II. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПАРОВ
ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ С ТОНКОПЛЕНОЧНЫМИ
ПОКРЫТИЯМИ РАЗЛИЧНОЙ ПРИРОДЫ
III. 1. Взаимодействие фенолов и формальдегида с покрытиями
на основе неподвижных хроматографических фаз.
III. 1. 1. Влияние скорости и природы газаносителя на
величину аналитического отклика
III. I. 2. Влияние массы покрытия на величину
аналитического отклика.
III. 1. 3. Влияние температуры на величину аналитического
отклика
III. 1. 4. Влияние природы покрытия и аналита на величину
аналитического отклика.
III. 2. Исследование взаимодействия фенола с биополимерами и биологически
активными веществами
III. 3. Исследование влияния состава покрытий на величину аналитического отклика при
определении фенолов и формальдегида.
III. 4. Применение пьезокварцевых сенсоров для определения фенолов и формальдегида в
воздухе.
V. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ФЕНОЛА С ФЕРМЕНТНЫМИ ПРЕПАРАТАМИ КЛАССА ОКСИДОРЕДУКТАЗ, ИММОБИЛИЗОВАННЫМИ
НА ПОВЕРХНОСТИ ПЬЕЗОКВАРЦЕВОГО СЕНСОРА.
1ИТЕРАТУРА
ТРИЛОЖЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность


Предпосылкой к созданию универсального типа первичных преобразователей пьезорезонансных датчиков, в которых роль чувствительного элемента выполняет пьезоэлектрический резонатор, послужило открытие Кюри прямого возникновение электрического напряжения в результате механической деформации кристалла кварца и обратного механическая деформация кристалла кварца под воздействием приложенного к нему электрического поля пьезоэффектов, вследствие анизотропных свойств кварца, не имеющего центра симметрии 5. Релей теоретически обосновал и показав возможность использования пьезокварцевых кристаллов в качестве микровесов или детекторов 6. ПАВ или ППАВ. Первые широко используются в качестве датчиков аналитических прибоОв для мониторинга объектов окружающей среды и описаны ниже 7. Вторые массчувствительность зависит от упругих свойств осаждаемого слоя начали фименяться позже 5 и уже зарекомендовали себя как высоко чувствительные енсоры для определения паров органических токсикантов 8 , диоксида тлерода , отравляющих веществ , , в качестве датчиков газовых хроматографов , в иммуно и ферментном анализе , для исследования морфологии и вязкоэластичных свойств пленок различных типов , , для бнаружения душистых веществ в пищевой и химической промышленности . В качестве чувствительных покрытий таких сенсоров обычно используют щенки металлов, оксидов металлов, органических и металлорганических соединений. Несмотря на то, что такие пьезорезонаторы по 1увствительности превосходят устройства на основе ОАВ, они до сих пор не толучили широкого распространения вследствие дестабилизирующего влияния жружающей среды на ПАВпреобразователи , сложности и относительно высокой их стоимости. Применение сенсоров на основе ПАВ для анализа биогогических сред также усложняется и изза затухания акустической волны в фоцессе распространения в жидкой среде 5, . Наибольшее распространение получили высокочастотные пьезокварцевые езонаторы с колебаниями сдвига по толщине смещение параллельное поверхюсти пластин кварца, выполненные в виде тонких плоскопараллельных плаггин электродов возбуждения, размещаемых в центре поверхности пьезоэлемента, где колебания кристалла максимальны . Обычно для изготовления фисталла используется низкотемпературная модификация кварца акварц. Аи, i Л1 или 1 6. Существует два метода генерации сигналов пьзокварцевых кристаллов с олебаниями сдвига по толщине амплитудный аналитическим сигналом является изменение амплитуды колебаний кристалла и частотный аналитический игнал изменение частоты колебаний кварца при сорбции вещества на поерхности его электродов. Второй метод предпочтительнее при химических следованиях, поскольку первый является косвенным методом измерения, что атрудняет достижение высокой точности 5, 6. Эмпирическое уравнение, описывающее прямую зависимость изменения 1астоты колебаний пьезорезонатора А Гсреза с изменением массы на его элекродах, было разработано Зауэрбреем г. Метод измерения, основанный на применении массчувствительных пьеюрезонаторов, стали называть методом пьезокварцевого микровзвешивания. Если вторая ступень генерации сигнала зависит от характеристики трансщюсера, то первая связана в первую очередь с сорбционными свойствами чувствительного слоя, нанесенного на поверхность электродов пьезокварцевого датчика. Обычно используют ньезокварцевые сенсоры АТсреза с резонансной тастотой колебаний 5 МГц и Л или Лиэле ктро дам и 6. Гцнг. Сегодня пьезокварцевые сенсоры широко используются в различиях областях промышленности, энергетике, робототехнике, транспорте, медишне, сельском хозяйстве, экологии, быту 2, . В области научных исследований пьезокварцевые сенсоры находят примеение для изучения начальных стадий химических реакций, адсорбции, фазоых переходов, происходящих на поверхности пьезокварцевого резонатора, в ачестве детекторов газовых и жидкостных хроматографов, для иммуноферюнтного анализа в клинической диагностике. Физические и физикохимические исследования. Определение в автоматическом проточноинжекционном режиме с помоцыо пьезосенсоров плотности, вязкости и диэлектрической проницаемости кидкостей различной природы в дальнейшем использовалось для иммуноферяентного анализа . Разработано покрытие сенсора на основе полианилина шя определения рП водопроводной и речной воды по изменению частоты коебаний за счет изменения массы полимерной пленки при ионном обмене . Отмечается высокая селективность и стабильность детектора по отношению к юнам К,Ка, 1Л, Са2.