Окситермографический метод определения пассивной адсорбции органических соединений на поверхности твердых материалов с целью учета фона, создаваемого ¹⁴С

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Предложен метод исследования пассивной адсорбции органических веществ на поверхности твердых тел из воздуха помещения. Метод основан на окситермографическом определении органического вещества на поверхности исследуемого материала после нахождения материала в воздухе помещения в течение фиксированного времени. Метод позволяет определить общее количества углерода на поверхности материала и оценить вклад 14С в низкофоновых измерениях от поверхностных органических веществ. Апробация метода проходила в лабораторных помещениях двух различных организаций. Определяли суммарное содержание органических веществ, извлекаемых на поверхности платины, палладия и кварца, после нахождении образцов в воздухе помещений от 10 мин до 34 дней. Выявлены различия в адсорбции в зависимости от состава материала поверхности, а также класса чистоты помещений, в которых проводится анализ. Метод позволяет проводить исследования без транспортировки образцов в другие помещения.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

М. Ю. Воробьева

Международная межправительственная научно-исследовательская организация “Объединенный институт ядерных исследований”;
Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: vmu.chemist@mail.ru
Россия, ул. Жолио-Кюри, 6, Дубна, Московская обл., 141980; ул. Косыгина, 19, Москва, 119991

Б. К. Зуев

Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН

Email: vmu.chemist@mail.ru
Россия, ул. Косыгина, 19, Москва, 119991

В. Г. Филоненко

Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН

Email: vmu.chemist@mail.ru
Россия, ул. Косыгина, 19, Москва, 119991

И. В. Роговая

Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН

Email: vmu.chemist@mail.ru
Россия, ул. Косыгина, 19, Москва, 119991

Д. В. Философов

Международная межправительственная научно-исследовательская организация “Объединенный институт ядерных исследований”

Email: vmu.chemist@mail.ru
Россия, ул. Жолио-Кюри, 6, Дубна, Московская обл., 141980

Список литературы

  1. Якушев Е.А. Применение спекрометрических методов и низкотемпературных германиевых детекторов-болометров для прямого поиска частиц темной материи и других редких процессов. Дис. … докт. физ.-мат. наук. Дубна: Объединенный институт ядерных исследований, 2022. С. 248.
  2. Здесенко Ю.Г., Кропивянский Б.Н., Куц В.Н., Николайко А.С., Бондаренко О.А., Костеж А.Б. Изучение фонов сцинтилляционных и полупроводниковых детекторов в подземной низкофоновой лаборатории ИЯИ АН УССР. Препринт. Киев: КИЯИ-85-28, 1985.
  3. Libby W.F. Atmospheric helium tree and radiocarbon from cosmic radiation // Phys Rev. 1946. V. 69. № 11. Р. 671.
  4. Anderson E.C., Libby W.F., Weinhouse S., Reid A.F., Kirshenbaum A.D., Gross A.V. Natural radiocarbon from cosmic radiation // Phys. Rev. 1947. V. 72. № 10. Р. 931
  5. Вудраф Д. Современные методы исследования поверхности. М.: Мир, 1989. С. 564.
  6. Зандерны А. Методы анализа поверхностей. М.: Мир, 1979. С. 582.
  7. Фадеева В.П., Тихова В.Д., Никуличева О.Н. Элементный анализ органических соединений с использованием автоматических CHNS – анализаторов // Журн. аналит. химии. 2008. Т. 63. № 11. С. 1197. (Fadeeva V.P., Tikhova V.D., Nikulicheva O.N. Elemental analysis of organic compounds with the use of automated CHNS analyzers // J. Anal. Chem. 2008. V. 63. № 11. P. 1094.) https://doi.org/10.1134/S1061934808110142
  8. Watts J.F., Wolstenholme J. An Introduction to surface analysis by XPS and AES. Wiley, 2003. P. 212.
  9. Spalek A., Dragoun O., Kovalik A., Yakushev E.A., Rysavy M., Frana J. et al. Study of the conversion electron and XPS spectra of radioactive 57Co sources // NIM-B J. 2002. V. 196. P. 357. https://doi.org/10.1016/S0168-583X(02)01340-X
  10. Postek M.T., Vladár A.E., Purushotham K.P. Does your SEM really tell the truth? How would you know? Part 2. // J. Scanning. 2014. V. 36. P. 347. https://doi.org/10.1002/sca.21124
  11. Zuev B.K., Gladyshev P.P. Oxythermography – A new method of determination of trace quantities of organic substances / International Congress on Analytical Sciences ICAS-2006. Moscow. 25–30 June 2006. P. 548.
  12. Зуев Б.К., Коваленко Е.В., Кульбачевская Е.В., Оленин А.Ю., Ягов В.В. Определение концентрации нефтепродуктов и масел в пленках на поверхности воды с помощью твердоэлектролитного анализатора // Журн. аналит. химии. 2001. Т. 56. № 5. С. 543. (Zuev B.K., Kovalenko V.V., Kul’bachevskaya E.V., Olenin A.Yu., Yagov V.V. Determination of the concentration of petroleum products and oils in films at the surface of water using a solid-electrolyte analyzer // J. Anal. Chem. 2001. V. 56. № 5. P. 481.) https://doi.org/10.1023/A:1016691423009
  13. Zuev B.K., Kulbachevskaya E.V., Kovalenko V.V., Timonina O.K., Olenin A.Yu. Rapid determination of organic substances content in facial layers of water ecosystem / 10th Russian–Japan Joint Symposium on Analytical Chemistry. Moscow. 20–28 August 2000. P. 98.
  14. Zuev B., Timonina O., Kulbachevskaya E. Express method and solid electrolyte analyzer for determination of total organic pollution of water: Analytical possibilities / Fifth International Symposium and Exhibition on Environmental Contamination in Central and Eastern Europe. Prague. 12–14 September 2000. P. 212.
  15. Зуев Б.К., Тимонина О.К., Подругина В.Д. Экспрессный метод определения суммарного содержания органических примесей в воде // Журн. аналит. химии. 1995. Т. 50. № 6. С. 663.
  16. Зуев Б.К., Филоненко В.Г., Зволинский В.П. Обобщенные показатели при мониторинге органических веществ в природных и сточных водах // Партнеры и конкуренты. 2003. № 4. C. 17.
  17. Зуев Б.К. Способ окситермографии. Патент РФ № 2411509. Заявка № 2010101137 от 15.01.2010, опубл. 10.02.2011.
  18. Зуев Б.К., Пеункова Е.С., Фадейкина И.Н., Моржухина С.В. Метод окситермографии для исследования распределения органического вещества и трансдермальных свойств поверхности кожи лица // Вестник Международного университета природы, общества и человека “Дубна”. 2019. Т. 1. № 42. С. 13.
  19. Зуев Б.К. Способ исследования органических веществ, преимущественно характеристик окислительной термодеструкции органических полимеров. Патент на изобретение РФ № 2794417. Заявка № 2022115230 от 06.06.2022, опубл. 17.04.2023.
  20. Зуев Б.К., Моржухина С.В., Полотнянко Н.А., Воробьева М.Ю., Сараева А.Е., Роговая И.В. и др. Экспериментальный стенд на основе метода окситермографии для исследования сорбционной емкости пористых термоустойчивых сорбентов // Сорбционные и хроматографические процессы. 2016. Т. 16. № 1. С. 52.
  21. Зуев Б.К., Коваленко Е.В., Кульбачевская Е.В., Оленин А.Ю., Ягов В.В. Определение концентрации нефтепродуктов и масел в пленках на поверхности воды с помощью твердоэлектролитного анализатора // Журн. аналит. химии. 2001. Т. 56. № 5. С. 543. (Zuev B.K., Kovalenko V.V., Kul’bachevskaya E.V., Olenin A.Yu., Yagov V.V. Determination of the concentration of petroleum products and oils in films at the surface of water using a solid-electrolyte analyzer // J. Anal. Chem. 2001. V. 56. № 5. P. 481.) https://doi.org/10.1023/A:1016691423009
  22. Зуев Б.К., Филоненко В.Г., Нестерович Д.С., Поликарпова Р.Д. Определение гиалуроновой кислоты в водных растворах с использованием воздуха в качестве окислителя // Журн. аналит. химии. 2018. Т. 73. № 10. С. 763. (Zuev B.K., Filonenko V.G., Nesterovich D.S., Polikarpova P.D. Determination of hyaluronic acid in aqueous solutions using air as an oxidant // J. Anal. Chem. 2018. V. 73. № 10. P. 973.) https://doi.org/10.1134/S106193481810013
  23. Зуев Б.К., Поликарпова П.Д., Филоненко В.Г., Коротков А.С., Сараева А.Е. Пробоотбор и определение гиалуроновой кислоты на иммитаторе кожи человека методом окситермографии // Журн. аналит. химии. 2019. Т. 74. № 4. С. 315. (Zuev B.K., Polikarpova P.D., Filonenko V.G., Korotkov A.S., Saraeva A.E. Sampling and determination of hyaluronic acid on a human skin imitator by oxithermography // J. Anal. Chem. 2019. V. 74. № 4. P. 410.) https://doi.org/10.1134/S1061934819030134
  24. Зуев Б.К., Новичков Р.В., Александрова Е.О., Оленин А.Ю. Получение и исследование состава поверхностного слоя химически модифицированных наночастиц диоксида кремния // Российские нанотехнологии. 2015. Т. 10. № 1– 2. С. 45. (Zuev B.K., Novichkov R.V., Alexandrova E.O., Olenin A.Yu. Preparation and study of the surface-layer composition of chemically modified silica nanoparticles // Russ. Nanotechnol. 2015. V. 10. № 1-2. P. 53.) https://doi.org/10.1134/S1995078015010218
  25. Круглова А.А., Зуев Б.К., Роговая И.В., Филоненко В.Г. Определение труднолетчих соединений в бензинах различных марок методом окситермографии и возможность идентификации поставщиков бензина // Хим. физика и мезоскопия. 2012. Т. 14. № 3. С. 457.
  26. Hori М. Total volatile organic compound (TVOC) as index of indoor air quality and its measuring and evaluation // J. Human-Environ. Syst. 2020. V. 23. № 1. P. 1. 10.1618/jhes.23.1' target='_blank'>https://doi.org/doi: 10.1618/jhes.23.1
  27. Будович В.Л., Полотнюк Е.Б. Контроль суммарного содержания летучих органических соединений в воздухе непроизводственных помещений // Химическая безопасность. 2019. Т. 3. С. 7.
  28. Liu Y.J., Impact of organic contamination on the electrical properties of hydrogen-terminated silicon under ambient conditions // Appl. Phys. Lett. 2002. V. 81. № 26. P. 4967. https://doi.org/10.1063/1.1532758
  29. Hua Q., Barbetti M., Worbes M., Head J., Levchenko V.A. Review of radiocarbon data from atmospheric and tree ring samples for the period 1950-1997 AD // IAWA J. 1999. V. 20. № 3. P. 261. https://doi.org/10.1163/22941932-90000690

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Схематическое представление усовершенствованной экспериментальной установки для изучения адсорбционных свойств твердых материалов, используемых при проведении фоновых измерений, по отношению к органическим соединениям.

Скачать (420KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Процедура и стадии определения органических соединений, адсорбируемых из воздуха помещения на поверхности твердых материалов.

Скачать (709KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Кинетические кривые образования диоксида углерода при окислении органических соединений с поверхности платины: 1 – пассивная адсорбция в течение 5 сут, 2 – пассивная адсорбция в течение 3 ч, 3 – пассивная адсорбция в течение 10 мин.

Скачать (181KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025