Поверхностно-слойные блочно-порозные сорбционные системы на основе полиметилсилоксана

Аннотация

Необходимость создавать блочно-порозные сорбционные системы, где в качестве поверхностного слоя выступает полимерный материал, обусловлена повышением требований к проведению качественных и количественных анализов атмосферного воздуха на наличие летучих органических соединений (ЛОС) вблизи промышленных предприятий. Объемно-пористые сорбенты обладают низкой скоростью процесса массообмена, что ограничивает их применение в аналитической практике. Целью работы являлось создание поверхностно-слойных блочно-порозных сорбционных систем на основе полимерного материала полиметилсилоксана и исследование их свойств.

Основой для описанных в работе сорбционных систем является блочно-порозный материал, на поверхность которого нанесена тонкая пленка полимерного материала – полиметилсилоксана. На начальном этапе работы проводилось создание образцов сорбционных систем, включающее формирование блока основы заданной геометрии, предподготовка поверхности путем травления и оксидирования, нанесение пленки полимерного материала. Отмечено, что наибольшая толщина пленки наблюдается у необработанного образца, что связано с большей адгезией к более гладкой поверхности, по сравнению с другими образцами. Для проведения сорбции через полученные образцы пропускали газовую смесь «гексан в воздухе». Показано, что при выбранных условиях сорбции (концентрация компонента в исходной газовой смеси 0.3 мг/дм³, объем газовой смеси – 20 см³) на блочно-порозных сорбционная системах сорбируется в среднем 94% компонента, при использовании порошкообразного сорбционного материала – практически 100%.

Извлечение компонента из сорбционных систем проводили путем статической термодесорбции при температуре 120^оС в течение 30 минут. Наибольшая степень извлечения при десорбции наблюдается у образцов сорбционных систем, доя которых толщина пленки ПМС была наименьшей и порозность после нанесения пленки наибольшей. Стоит отметить, что наименьшее значение степени извлечения при десорбции получено при использовании хроматона N-AW, модифицированного ПМС. Как видно из представленных данных, наличие порозности, т.е. свободного пространства внутри сорбционной системы, приводит к увеличению эффективности массообменных процессов и, как следствие, увеличению эффективности десорбции. Показана возможность многократного использования полученных образцов, что подтверждается стабильными значениями степеней извлечения при сорбции (ОСКО не превышает 4%).