RU2216016C1 - Method detecting hexane in air - Google Patents
Method detecting hexane in air Download PDFInfo
- Publication number
- RU2216016C1 RU2216016C1 RU2002127071/04A RU2002127071A RU2216016C1 RU 2216016 C1 RU2216016 C1 RU 2216016C1 RU 2002127071/04 A RU2002127071/04 A RU 2002127071/04A RU 2002127071 A RU2002127071 A RU 2002127071A RU 2216016 C1 RU2216016 C1 RU 2216016C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hexane
- sensor
- air
- detection
- sample
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к аналитической химии органических соединений и может быть применено для детектирования гексана в воздухе рабочей зоны предприятий нефтеперерабатывающей, шинной, обувной, текстильной, кожевенной и мебельной промышленности, а также при производстве растительных масел. The invention relates to the analytical chemistry of organic compounds and can be used to detect hexane in the air of the working zone of oil refining, tire, shoe, textile, leather and furniture industries, as well as in the production of vegetable oils.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ определения углеводородов в воздухе с применением пьезокварцевого сенсора, модифицированного политриметилсилилстиролом [Гречников А.А. Пьезорезонансное определение аммиака, несимметричного диметилгидразина и углеводородов в воздухе. Автореферат...канд. хим. наук. - М., 2000. - 24 с.]. The closest in technical essence and the achieved effect is a method for determining hydrocarbons in air using a piezoelectric quartz sensor modified with polytrimethylsilyl styrene [Grechnikov A.A. Piezoresonance determination of ammonia, asymmetric dimethylhydrazine and hydrocarbons in the air. Abstract ... cand. Chem. sciences. - M., 2000. - 24 p.].
Недостатком прототипа является невысокая чувствительность определения гексана в воздухе. The disadvantage of the prototype is the low sensitivity of the determination of hexane in the air.
Технической задачей изобретения является повышение чувствительности анализа. An object of the invention is to increase the sensitivity of the analysis.
Поставленная задача достигается тем, что в способе определения гексана в воздухе, включающем подготовку пробы, детектирование гексана пьезокварцевым сенсором на основе объемно-акустических волн, модифицированным активным сорбентом, ввод равновесной газовой фазы анализируемой пробы в ячейку детектирования, регистрацию аналитического сигнала сенсора, новым является то, что в качестве модификатора сенсора используют сквалан в диапазоне масс 10-18 мкг. The problem is achieved in that in the method for determining hexane in air, including sample preparation, hexane detection with a piezoelectric crystal based on volume acoustic waves, modified by an active sorbent, introducing the equilibrium gas phase of the analyzed sample into the detection cell, recording the sensor’s analytical signal, is new that squalane in the mass range of 10-18 μg is used as a sensor modifier.
Технический результат заключается в повышении чувствительности анализа. The technical result is to increase the sensitivity of the analysis.
Предельно допустимая концентрация гексана в воздухе рабочей зоны составляет 300 мг/м3.The maximum allowable concentration of hexane in the air of the working area is 300 mg / m 3 .
Способ осуществляется по следующей методике. The method is carried out according to the following method.
Пробоотбор. Анализируемый воздух предварительно пропускали через концентратор, содержащий фосфорную кислоту, и через ацетат свинца для удаления аминов, третичных спиртов, эпоксидов, карбоновых кислот и органических соединений серы, очищенный таким образом воздух собирали в газовую пипетку или стеклянный шприц вместимостью 100-150 см3. Пробы воздуха для анализа отбирали из газовой пипетки или стеклянного шприца в малые медицинские цельностеклянные или комбинированные шприцы со стеклянным поршнем путем прокола резиновой прокладки стеклянной заглушки и вводили в ячейку детектирования, содержащую пьезокварцевый сенсор на объемных акустических волнах.Sampling. The analyzed air was previously passed through a concentrator containing phosphoric acid, and through lead acetate to remove amines, tertiary alcohols, epoxides, carboxylic acids and organic sulfur compounds, the air thus purified was collected in a gas pipette or glass syringe with a capacity of 100-150 cm 3 . Air samples for analysis were taken from a gas pipette or a glass syringe into small medical all-glass or combined syringes with a glass piston by puncture of a rubber gasket of a glass plug and introduced into a detection cell containing a piezoelectric crystal on acoustic waves.
Модификация сенсора. В качестве модификатора электродов пьезокварцевого сенсора применяли сквалан, используемый в газовой хроматографии для определения углеводородов. Sensor Modification Squalane used in gas chromatography to determine hydrocarbons was used as a modifier of the electrodes of the piezoelectric crystal.
Ход определения. Электроды пьезокварцевого сенсора на основе обьемно-акустических волн с собственной частотой колебаний 8-10 МГц модифицировали равномерным нанесением растворов сквалана определенного объема с помощью хроматографического микрошприца так, чтобы после удаления растворителя масса пленки сорбента составляла 10-18 мкг, затем сенсор сушат и стабилизируют в течение 5-10 мин. The course of determination. The electrodes of a piezoelectric crystal based on volume acoustic waves with an eigenfrequency of 8-10 MHz were modified by uniformly applying squalane solutions of a certain volume using a chromatographic microsyringe so that after removal of the solvent the sorbent film mass was 10-18 μg, then the sensor was dried and stabilized for 5-10 minutes
В реакционную емкость термостатируемой ячейки детектирования помещали предварительно подготовленный пьезокварцевый сенсор на объемно-акустических волнах. Перед началом работы в "рубашку" ячейки детектирования через патрубки из термостата подавали воду для вывода температуры ячейки на заданный уровень. Затем пьезокварцевый сенсор выдерживали в потоке осушенного лабораторного воздуха несколько минут до получения стабильного аналитического сигнала и измеряли показания сенсора. Градуировочный график представляет собой зависимость частоты колебаний пьезокварцевого сенсора от объема пробы воздуха, введенного в ячейку детектирования. Микрошприцем отбирали пробу анализируемого воздуха и через патрубок ввода, снабженный силиконовой прокладкой, вводили непосредственно в реакционную емкость ячейки. Секундомером отсчитывали время, в течение которого сигнал пьезокварцевого сенсора не изменялся. Разность между сигналами пьезосенсора до и после ввода пробы служил характеристикой количественных определений. Для удаления пробы из реакционной емкости и регенерации пьезокварцевого сенсора выходной патрубок открывали и подавали осушенный лабораторный воздух до выхода сигнала сенсора на начальный уровень (до ввода пробы). После этого в ячейке проводили следующее измерение. A pre-prepared piezoelectric crystal based on volume-acoustic waves was placed in the reaction vessel of a thermostatic detection cell. Before starting work, water was supplied through the nozzles from the thermostat to the jacket of the detection cell to bring the cell temperature to a predetermined level. Then the piezoelectric quartz sensor was kept in the flow of dried laboratory air for several minutes until a stable analytical signal was obtained, and the sensor readings were measured. The calibration graph represents the dependence of the oscillation frequency of the piezoelectric crystal on the volume of the air sample introduced into the detection cell. A sample of the analyzed air was taken with a syringe and introduced directly into the reaction vessel of the cell through an inlet pipe equipped with a silicone gasket. The stopwatch counted the time during which the signal of the piezoelectric crystal did not change. The difference between the signals of the piezosensor before and after the introduction of the sample served as a characteristic of quantitative determinations. To remove the sample from the reaction vessel and regenerate the piezoelectric crystal, the outlet pipe was opened and dried laboratory air was supplied until the sensor signal reached the initial level (before the sample was introduced). After that, the next measurement was performed in the cell.
Фиксирование отклика сенсора. Снижение рабочей частоты колебаний пьезокварцевых сенсоров на объемно-акустических волнах рассчитывали по уравнению Зауэрбрея [Sauerbrey G.G. Messung von plattenschwingungen sehr kleiner amplitude durch lichtstrom-modulation//Z. Phys. - 1964. - Bd. 178. - S. 457 -471]:
Δf = -2,3•10-6•f
где Δf - изменение частоты резонатора; Δm - масса модификатора, г; f0 - резонансная частота пьезосенсора, МГц, Гц; А - площадь поверхности модификатора, см2.Capture sensor response. The decrease in the operating frequency of the oscillations of piezoelectric quartz sensors on volume acoustic waves was calculated according to the Sauerbrey equation [Sauerbrey GG Messung von plattenschwingungen sehr kleiner amplitude durch lichtstrom-modulation // Z. Phys. - 1964. - Bd. 178. - S. 457 -471]:
Δf = -2.3 • 10 -6 • f
where Δf is the change in the frequency of the resonator; Δm is the mass of the modifier, g; f 0 is the resonant frequency of the piezosensor, MHz, Hz; A is the surface area of the modifier, cm 2 .
После введения каждой пробы в ячейку детектирования фиксировали резонансную частоту колебаний пьезокварцевого сенсора и вычисляли относительный сдвиг частоты Δfa по уравнению:
Δfa = f0 - f1,
где f0 и f1 - частоты колебаний сенсора до и после анализа, Гц.After introducing each sample into the detection cell, the resonance frequency of the piezoelectric crystal sensor was recorded and the relative frequency shift Δf a was calculated by the equation:
Δf a = f 0 - f 1 ,
where f 0 and f 1 are the oscillation frequencies of the sensor before and after analysis, Hz.
Результаты сравнения характеристик предлагаемого способа и прототипа представлены в табл. 2. The results of comparing the characteristics of the proposed method and prototype are presented in table. 2.
Примеры осуществления способа
Пример 1.Examples of the method
Example 1
На электродах пьезокварцевого сенсора на основе объемно-акустических волн формировали пленку из раствора сквалана с концентрацией 1 мг/см3 массой 3 мкг. Сенсор помещали в ячейку детектирования, выдерживали в потоке осушенного лабораторного воздуха до получения стабильного аналитического сигнала, затем измеряли показания. Микрошприцем отбирали пробу и через патрубок ввода, снабженный силиконовой прокладкой, вводили непосредственно в реакционную емкость ячейки. Секундомером отсчитывали время, в течение которого сигнал пьезокварцевого сенсора не изменялся. Разность между сигналами пьезосенсора до и после ввода пробы служит характеристикой количественных определений. Способ осуществим. Результаты определения гексана предлагаемым способом приведены в табл.1.A film of squalane solution with a concentration of 1 mg / cm 3 and a mass of 3 μg was formed on the electrodes of a piezoelectric quartz sensor based on volume-acoustic waves. The sensor was placed in the detection cell, kept in a stream of dried laboratory air until a stable analytical signal was obtained, then the readings were measured. A sample was taken with a syringe and introduced directly into the reaction vessel of the cell through an inlet pipe equipped with a silicone gasket. The stopwatch counted the time during which the signal of the piezoelectric crystal did not change. The difference between the signals of the piezosensor before and after the introduction of the sample is a characteristic of quantitative determinations. The method is feasible. The results of the determination of hexane by the proposed method are shown in table 1.
Предел обнаружения гексана 0,5 ПДК, уровень шумов ±70 Гц. The detection limit of hexane is 0.5 MPC, the noise level is ± 70 Hz.
Пример 2. Example 2
Подготовку сенсора проводили по аналогии с примером 1. На электродах сенсора формировали пленку сквалана массой 5 мкг. Затем анализировали пробу воздуха. Способ неосуществим. Результаты определения гексана предлагаемым способом приведены в табл.1. The preparation of the sensor was carried out by analogy with example 1. A squalane film weighing 5 μg was formed on the sensor electrodes. Then an air sample was analyzed. The method is not feasible. The results of the determination of hexane by the proposed method are shown in table 1.
Пример 3. Example 3
Подготовку сенсора проводили по аналогии с примером 1. На электродах сенсора формировали пленку сквалана массой 8 мкг. Затем анализировали пробу воздуха. Способ осуществим. Результаты определения гексана предлагаемым способом приведены в табл.1. The preparation of the sensor was carried out by analogy with example 1. A squalane film weighing 8 μg was formed on the sensor electrodes. Then an air sample was analyzed. The method is feasible. The results of the determination of hexane by the proposed method are shown in table 1.
Предел обнаружения гексана 0,25 ПДК, уровень шумов ±40 Гц. The detection limit of hexane is 0.25 MPC, the noise level is ± 40 Hz.
Пример 4. Example 4
Подготовку сенсора проводили по аналогии с примером 1. На электродах сенсора формировали пленку сквалана массой 12 мкг. Затем анализировали пробу воздуха. Способ осуществим. Результаты определения гексана предлагаемым способом приведены в табл.1. The preparation of the sensor was carried out by analogy with example 1. A squalane film weighing 12 μg was formed on the sensor electrodes. Then an air sample was analyzed. The method is feasible. The results of the determination of hexane by the proposed method are shown in table 1.
Предел обнаружения гексана 0,3 ПДК, уровень шумов ±30 Гц. The detection limit of hexane is 0.3 MPC, the noise level is ± 30 Hz.
Пример 5. Example 5
Подготовку сенсора проводили по аналогии с примером 1. На электродах сенсора формировали пленку сквалана массой 15 мкг. Затем анализировали пробу воздуха. Способ осуществим. Результаты определения гексана предлагаемым способом приведены в табл. 1. The preparation of the sensor was carried out by analogy with example 1. A squalane film weighing 15 μg was formed on the sensor electrodes. Then an air sample was analyzed. The method is feasible. The results of the determination of hexane by the proposed method are given in table. 1.
Предел обнаружения гексана 0,5 ПДК, уровень шумов ±50 Гц. The detection limit of hexane is 0.5 MPC, the noise level is ± 50 Hz.
Пример 6. Example 6
Подготовку сенсора проводили по аналогии с примером 1. На электродах сенсора формировали пленку сквалана массой 18 мкг. Затем анализировали пробу воздуха. Способ осуществим. Результаты определения гексана предлагаемым способом приведены в табл.1. The preparation of the sensor was carried out by analogy with example 1. A squalane film weighing 18 μg was formed on the sensor electrodes. Then an air sample was analyzed. The method is feasible. The results of the determination of hexane by the proposed method are shown in table 1.
Пример 7. Example 7
Подготовку сенсора проводили по аналогии с примером 1. На электродах сенсора формировали пленку сквалана массой 20 мкг. Затем анализировали пробу воздуха. Способ неосуществим, так как наблюдается срыв генерации колебаний пьезосенсора. The preparation of the sensor was carried out by analogy with example 1. A squalane film weighing 20 μg was formed on the sensor electrodes. Then an air sample was analyzed. The method is not feasible, since there is a breakdown in the generation of oscillations of the piezosensor.
Предел обнаружения гексана 0,75 ПДК, уровень шумов ±80 Гц. The detection limit of hexane is 0.75 MPC, the noise level is ± 80 Hz.
Из примеров 1-7 и табл.1 следует, что наибольший эффект по предлагаемому способу определения гексана в воздухе, включающему пробоотбор и детектирование, достигается с применением сенсора на основе объемно-акустических волн, модифицированного пленкой сквалана массой 8 мкг (пример 3). При уменьшении (пример 1, 2) и увеличение (примеры 4-6) массы пленки сквалана на электродах чувствительность пьезосенсоров снижается и повышается предел обнаружения гексана или наблюдается срыв генерации колебаний пьезосенсора (пример 7). From examples 1-7 and table 1 it follows that the greatest effect on the proposed method for determining hexane in air, including sampling and detection, is achieved using a sensor based on volume-acoustic waves, modified with a squalane film weighing 8 μg (example 3). With a decrease (example 1, 2) and an increase (examples 4-6) of the squalane film mass on the electrodes, the sensitivity of the piezosensors decreases and the detection limit of hexane increases or a breakdown in the generation of oscillations of the piezosensor is observed (example 7).
Таким образом, предлагаемый способ определения гексана в воздухе по сравнению с прототипом позволяет определять гексан в воздухе при концентрациях на уровне 0, 25 ПДК и выше. Thus, the proposed method for the determination of hexane in the air in comparison with the prototype allows you to determine hexane in the air at concentrations at the level of 0, 25 MPC and higher.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002127071/04A RU2216016C1 (en) | 2002-10-10 | 2002-10-10 | Method detecting hexane in air |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002127071/04A RU2216016C1 (en) | 2002-10-10 | 2002-10-10 | Method detecting hexane in air |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2216016C1 true RU2216016C1 (en) | 2003-11-10 |
RU2002127071A RU2002127071A (en) | 2004-04-10 |
Family
ID=32028242
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002127071/04A RU2216016C1 (en) | 2002-10-10 | 2002-10-10 | Method detecting hexane in air |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2216016C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109212059A (en) * | 2018-08-30 | 2019-01-15 | 上海应用技术大学 | A kind of detection method of automobile leather odour component |
-
2002
- 2002-10-10 RU RU2002127071/04A patent/RU2216016C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
ГРЕЧНИКОВ А.А. Пьезорезонансное определение аммиака, несимметричного диметилгидразина и углеводородов в воздухе. Автореферат дисс. на соискание ученой степени канд. хим. наук. - М., 2000, с.24. * |
Методика определения суммарной концентрации углеводородов методом газожидкостной хроматографии. Дзержинский филиал НИИОГаза. - Л.: Гидрометеоиздат, 1987. ПЕРЕГУД Е.А., БЫХОВСКАЯ М.С., ГЕРНЕТ Е.В. Быстрые методы определения вредных веществ в воздухе. - М.: Химия, 1970, с.340. КНУНЯНЦ И.Л. Химический энциклопедический словарь. - М.: СЭ, 1983, с.529. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109212059A (en) * | 2018-08-30 | 2019-01-15 | 上海应用技术大学 | A kind of detection method of automobile leather odour component |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2271179A1 (en) | Process for monitoring and detecting small molecule - biomolecule interactions | |
RU2216016C1 (en) | Method detecting hexane in air | |
RU2592209C2 (en) | Rapid method for detection of acetone and phenol | |
Mirmohseni et al. | Application of a quartz crystal nanobalance to the molecularly imprinted recognition of phenylalanine in solution | |
RU2236672C2 (en) | Method of determining nitromethane in air | |
Yuwono et al. | Performance test of a sensor array-based odor detection instrument | |
RU2628029C1 (en) | Method for grape wine quality determination | |
RU2543687C1 (en) | Method of assessing quality of nitrogen-containing mineral fertilisers with application of biosensors | |
RU2390765C1 (en) | Method of detecting benzene | |
RU2555775C1 (en) | Method for rapid evaluation of safety of articles made of phenol-formaldehyde plastic | |
RU2211447C1 (en) | Method of determining summary content of nitro-c1-c3-alkanes in working zone air | |
RU2237893C2 (en) | Method of determining o- and m-nitrotoluenes in air | |
RU2240554C1 (en) | Method of determining nonane in air | |
RU2248571C1 (en) | Method of rapidly identifying gasolines | |
RU2287820C1 (en) | Method for selective assay of nonylphenol in solution by using piezoelectric crystal immunosensor | |
RU2206084C1 (en) | Method of determining nitromethane in air | |
RU2170416C2 (en) | Method of determination of content of nitrobenzene in air | |
RU2281483C1 (en) | Method for determining fumes of butyric acid in presence of palmitic acid and stearic acid in the air of work zone | |
RU2601216C1 (en) | Method of identifying diethylamine and isopropyl alcohol in gas mixtures | |
RU2277236C1 (en) | Method of finding vapors of oil acid in aroma of cheese serum | |
RU2363943C1 (en) | Method of determining trace concentrations of ammonia | |
RU2253106C1 (en) | Universal multi-sensor detecting cell | |
RU2284031C1 (en) | Method for determining fumes of acetaldehyde in the air of workzone | |
RU2396555C1 (en) | Method of detecting methyl acetate vapour in presence of benzyl acetate in workplace air | |
RU2319958C1 (en) | Method of determining microconcentrations of ammonia vapors in air |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20041011 |