Изучение сорбционных свойств карбоксилированных углеродных нанотрубок на пьезомикровесах ОАВ-типа

Татьяна Анатольевна  Кучменко; Руслан Умарханович Умарханов; Туэрос Х.В.  Корнехо

doi:10.17308/sorpchrom.2021.21/3467

Татьяна Анатольевна Кучменко Воронежский государственный университет инженерных технологий, Воронеж
Руслан Умарханович Умарханов Воронежский государственный университет инженерных технологий, «Сенсорика – Новые Технологии», Воронеж
Туэрос Х.В. Корнехо Continental University, Huancayo, Junin

DOI: https://doi.org/10.17308/sorpchrom.2021.21/3467

Ключевые слова: сорбция, углеродные нанотрубки, органические биомолекулы, сенсоры, электронный нос, анализ, микроконцентрации.

Аннотация

Рассмотрены особенности сорбции паров индивидуальных легколетучих органических соединений различных классов на фазах карбоксилированных углеродных нанотрубок (МУНТ_-соон). Особенность исследования заключается в применении сорбционной фазы малых масс (от 1 до 5 мкг) и прямом взвешивания адсорбатов паров веществ в любой момент сорбции высокочувствительными пьезовесами с чувствительностью до 10^-12 г. Установлена зависимость эффективности сорбции фазой из МУНТ_-соонк парам выбранных соединений (спирты, кетоны, кислоты, арены) от массы наносимой фазы на ограниченную площадь поверхности. Такой подход формирования слоя трубок позволяет получить разную по структуре поверхность и пористость, что определяет избирательность сорбции паров. Представлены расчеты изотерм сорбции соединений, позволяющие либо высокоселективно зафиксировать их в смеси, либо оценить изменение концентрации. Установлено, что для одного и того же сорбтива форма изотермы сорбции на фазах разных масс меняется от линейной до S-образной. В связи с этим невозможно описать кривые одной теорией. Установлена максимальная емкость монослоя к молекулам ацетона, минимальная – к парам фенола. Карбоксилированные нанотрубки по-разному сорбируют алифатические спиртов нормального и изомерного строения, выделяются по особенности сорбции бутиловые и пентиловые спирты. Пьезосенсоры масс-чувствительного типа с МУНТ_соон разной массы рекомендованы в качестве измерительных элементов для газоанализаторов и систем для интегральной оценки сложных смесей соединений малых концентраций с методологией «электронный нос». Применение в одном массиве сенсоров с фазами МУНТ_соон повышает избирательность детектирования компонентов в смеси на уровне микроконцентраций без разделения.

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Биографии авторов

Татьяна Анатольевна Кучменко , Воронежский государственный университет инженерных технологий, Воронеж

д.х.н., профессор, профессор РАН, заведующая кафедрой физической и аналитической химии ВГУИТ, Воронеж

Руслан Умарханович Умарханов , Воронежский государственный университет инженерных технологий, «Сенсорика – Новые Технологии», Воронеж

к.х.н., доцент кафедры физической и аналитической химии ВГУИТ, директор ООО «Сенсорика – Новые Технологии», Воронеж

Туэрос Х.В. Корнехо , Continental University, Huancayo, Junin

к.т.н., магистр процессов энергосбережения в химических, нефтехимических и биотехнологических технологиях; доцент Континентального университета: Уанкайо, Хунин, Перу

Литература

Mcginley C.M., Mcginley M.A., Air & Waste Management Association Specialty Conference: Odors and Air Emissions, Hart-ford, 2006, pp. 9-12.

Kuchmenko T.A. Himicheskie sensory na osnove p'ezokvarcevyh mikrovesov, V monografii Problemy analiticheskoj himii, Pod red. Ju.G. Vlasova, 2011, Vol. 14, pp. 127-202.

Kornev A.S., Rossijskij himicheskij zhurnal, 2011, Vol. 112, No 6, pp. 94-101.

Vasil'ev A.A., Pavlenko R.A., Se-vast'janov V.A., RZh 19BD, 2008, No 15, pp. 53.

Shogenov Ju.H., Kuchmenko T.A., Gra-zhulene S.S., Red'kin A.N., Zhurnal analit-icheskoj himii, 2012, Vol. 67, No 1, pp. 12-18.

Kuchmenko T., Umarkhanov R., Lvova L., Sensors and Actuators, B: Chemical, 2020, Vol. 322.

https://doi.org/10.1016/j.snb.2020.128585

Rajneesh M., Meetu B., Manmeet K., Kailasa G. et al., BARC Newslett, 2009, No 297, pp. 240-245.

Kuchmenko T.A., Umarhanov R.U., Zhurnal analiticheskoj himii, 2013, Vol. 68, No 4, pp. 397-405.

Obirai Joseph C., Hunter Gary, Dutta Prabir K., Sens. and Actuators. B, 2008, Vol. 134, No 2, pp. 640-646.

Kuchmenko T.A., Umarhanov R.U., KochetovaZh.Ju., Bel'skih N.V., Zhurnal analiticheskoj himii, 2012, Vol. 67, No 11, pp. 1032.

Kuchmenko T.A. Innovacionnye resh-enija v analiticheskom kontrole, Voronezh, VGTA, 2009, 252 p.

Kuchmenko T.A., Selmanshhuk V.A. Patent RF, No 2327984, 2008.

Kuchmenko T.A., KorenmanYa.I., Trivunac K.V., Rajakovič L.V., J. of Analyt. Chem., 1999, Vol. 54, No 2, pp. 161-165.

Kuchmenko T.A., Shuba A.A., Bel'skih N.V., Analitika i kontrol', 2012, Vol. 16, No 2, pp. 151-161.