Способ определения кислорода в газах

(19) 396 1 И 21/6 САНИЕ ИЗОБРЕТЕ ГАЗ 1 зобретение относитс анали вавенный унитическои химии (к люминесцентному анализу неорганических веществ) и может быть использовано для определения микроколичеств кислорода в газах.Целью изобретения является повышение чувствительности определения кислород в диапазоне концентраций 0,17- 220 мкг/л, Способ включает сорбцию эозина на кремнеземе в количестве 7 10- 3 10 М г -", обработку сорбента раствором антрацена до его концентрации в фазе сорбента 3 1 О-65 10М г , и измерение линейного уменьшения интенсивности аннигиляционной замедленной флуоресценции поверхности сорбента,ецле,В,К, Рунов кии В.Б. фосфоресдом,85.СССР1986зультате этого возникает аннигиляЮционная замедленная флуоресценциямолекул антрацена,В присутствии кислорода происхо- ЯЪдит одновременное тушение триплетных мюе 4состояний молекул эозина и антраце-на, а также синглет-триплетная аннигиляция молекул эозина и синглетных молекул кислорода, что в совокупности приводит к увеличению чувствительности определения кислоро- ада в диапазоне концентраций 0,17220 мкг/л (нижняя граница концентраций кислорода является нижней границей опредеЛяемых содержаний кислоро"да описываемым способом. При концентрациях кислорода, больших 220 мкг/л,происходит полное тушение замедленной ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСВ(71) МГУ им. М.В. Ломоноси Карагандинский государсворситет(56) Захаров И.А АлескоВлияние носителя на тушенценций трипофлавина кислоЖФХ, 1966, т. 40, Р 5, с.Авторское свидетельствУ 1363031, кл. С 01 3 21/ Изобретение .относится к аналитической химии (к люминесцентному анализу неорганических веществ) и можетбыть использовано для определениямикроколичеств кислорода в газах.Цель изобретения " повышение чувствительности определения кислородав диапазоне . концентраций 0,11220 мкг/л,Использование эозина и антраценав способе обусловлено тем, что прифотовозбуждении молекул эозина вдлинноволновой полосе поглощения свысоким квантовым выходом происходит. заселение его триплетных состоянийи эффективный перенос энергии электронного возбуждения по триплетнымуровням на молекулы антрацена. В ре-,2ПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КИСЛОРОДА Вфлуоресценции) . Максимальная чувствительность определения кислорода в диапазоне концентраций 0,17-220 мкг/л наблюдается при концентрации антрацена 5 в фазе кремнезема 3 10 - 5 10 М г. При концентрации антрацена, меньшей 3 10 Мг ", чувствительность определения уменьшается. за счет уменьшения вероятности триплет-триплетного пере носа энергии электронного возбуждения из-за увеличения среднего расстояния между сорбированными молекулами эозина и антрацена. Верхняя граница концентраций антрацена в Фазе кремнезема 5 10 М глимитируется растворимостью антрацена в органических растворителях и соотношением объемов раствора антрацена и сорбента 1: 1, обеспечивающим получение воспроизводимых результатов.1Интенсивность аннигиляционной замедленной Флуоресценции измеряют на установке, состоящей из кварцевой кюветы толщиной 1 мм, кудапомещают 25 кремнезем (100 мг) с сорбированнымна нем эозином и антраценом, лазерного источника возбуждения ЛТИПЧ, работающего в режиме модулированной добротности (= 20 нс) с усилите лем ИЗ(энергия 150 мДж на ) =1064 нм) и удвоителем частоты наоснове ниобата лития ( 3 = 532 нм), Фотоэлектронного умножителя ФЭУс электрическим фотозатвором с временным разрешением 50 нс и осциллографа С 8-12.П р и м е р 1, К 200 мг кремнезема марки "Силохром 0-80" (Фракция0,2-0,3 мм) в стаканчике добавляют 4010 мл 1 .10 М пропанольного раствора эозина и перемешивают в течение 5 мин. Жидкость над сорбентом сливают, измеряют оптическую плотность. Концентрацию красителя в Фазе кремне- к45 зема, равную 2 10 М.г, находят по изменению оптической плотностиисходного раствора красителя послесорбции. Полученный сорбент высушивают на воздухе при комнатной температуре, добавляют к нему 1 мл8 10 ф М гексанового раствора антрацена. Гексан удаляют путем откачкина водоструйном насосе. Концентрация антрацена в фазе кремнезема равна55 .4.10 Мг . Полученный сорбент(100 мг) помещают в кювету, которуюприсоединяют к вакуумному посту сфорвакуумным и диффузионным паромасляным насосами, и откачивают кюветудо 5 10 мм рт,ст. Дозацию кислорода в кювету осуществляют добавлением воздуха (при известных температуре и давлении) из небольших точно измеренных объемов. Отношение введенного в систему воздуха к объему кюветы определяют заранее. Измеряют интенсивность 3 о аннигиляционной замедленной флуоресценции в максимуме ее свечения (425 нм) и строят градуировочную характеристику в координатах , - концентрация кислорода,мкг/л.В диапазоне концентраций кислорода 0,17-220 мкг/л градуировочная характеристика прямолинейна, а интенсивность аннигиляционной замедленной флуоресценции уменьшается в 70 раз.Чувствительность определения кислорода в диапазоне концентраций 0,17- 220 мкг/л не измечяется при изменении концентраций эозина в .Фазе кремнезема в диапазоне концентраций 7 10 3 10Мг-Интенсивность аннигиляционной замедленной флуоресценции не изменяется в присутствии азота и гелия (при атмосферном давлении).П р и м е р 2. К 200 мг кремнезема с сорбированным на нем в условияхпримера 1 эозином (концентрация красителя в фазе сорбента 2 10М г " ) добавляют 1 мл 610 фМ гексанового раствора антрацена, Получают сорбент с концентрацией антрацена в фазе сорбента 3 10 М г . Далее посту пают, как описано в примере 1, В диапазоне концентраций кислорода 0,17- 220 мкг/л градуировочная характеристика прямолинейна, а интенсивность аннигиляционной замедленной Флуоресценции уменьшается в 55 разП р и м е р 3. К 200 мг кремнезема с сорбированным на нем в условиях примера 1 эозином (концентрация красителя в фазе сорбента 2 10М г ") добавляют 1 мл 1 10-з М гексанового раствора антрацена. Получают сорбент с концентрацией антрацена в Фазе сорбента 5 10 М г ., Далее поступают, как описано в примере 1. В диапазоне концентраций кислорода 0,17-220 мкг/л градуировочная характеристика прямолинейна, а интенсивность аннигиляционной замедленной флуоресценции уменьшается в 75 раз.П р и м е р 4, К 200 мг кремнезема с сорбированным на нем в услови1539 Составитель О. БадтиеваРедактор А. Маковская Техред М,Ходанич Корректор М, Шароши Тираж 507 Подписное Заказ 212 ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГЕНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,10 ях примера 1 эозином (концентрация красителя в фазе сорбента 2 1 О- М г ) добавляют 1 мл 4 10 М гексанового раствора антрацена. Получают сорбент5 с концентрацией антрацена в фазе сорбента 2 10М г -Далее поступают, как описано в примере 1. В диапазоне концентраций кислорода 0,17-220 мкг/л градуировочная характеристика прямолинейна, а интенсивность аннигиляционной замедленной флуоресценции уменьшается в 20 раз.П р и м е р 5, Определение кислорода в газообразном азоте высОкой, чистоты.Готовят сорбент, как описано в примере 1. Кювету вакуумируют, через сорбент пропускают поток анализируемого газа при атмосферном давлении и измеряют интенсивность аннигиляционной замедленной флуоресценции. Содержание кислорода находят по градуировочной характеристике, построение ко" торой описано в примере 1. 25Найдено кислорода, мкг/л: 5,0+0,4; п=6.Таким образом, предлагаемый способ по сравнению со способом, кото 613 6рый выбран за прототип, позволяет более чем в 1,5 раза повысить чувствительность определения кислорода в диапазоне концентраций 0,17-220 мкг/л.Способ характеризуется высокой селективностью, определению микроколичеств кислорода не мешают азот и гелийФормула изобретения Способ определения кислорода в газах, включающий приготовление сорбента путем сорбции красителя на кремнеземе в количестве 7 10 - 3 10 М г и измерение линейного изменения интенсивности флуоресценции поверхности сорбента, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности определения в диапазоне концентраций 0,1-220 мкг/л, в качестве красителя используют эозин, а сорбент обрабатывают раствором антрацена до концентрации последнего в фазе сорбента 3 10 - 5 10М г и измеряют уменьшение интенсивности аннигиляционной замедленной флуоресценции, по величине которой определяют концентрацию кислорода