способ селективного определения ацетона в воздухе

Формула изобретения

Способ селективного определения ацетона в воздухе, заключающийся в пропускании анализируемого воздуха через пьезогравиметрический сенсор с газочувствительным слоем на электродах кварцевого пьезорезонатора, измерении частоты собственных колебаний пьезорезонатора и суждении по изменению последних о наличии в пробе ацетона, отличающийся тем, что в качестве газочувствительного слоя используют пленку пектина, выделенного из растительного сырья, рябинового, или свекловичного, или цитрусового, или яблочного, толщиной 10-20 мкм, а наличие ацетона в пробе констатируют при увеличении частоты собственных колебаний пьезорезонатора.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано в медицинской диагностике, в химической промышленности, а также для экологического мониторинга для селективного определения концентрации ацетона в воздухе.

Известен способ определения концентрации газового аналита в воздухе, заключающийся в пропускании анализируемого воздуха через пьезогравиметрический сенсор с газочувствительным слоем на электродах кварцевого пьезорезонатора, измерении частоты собственных колебаний пьезорезонатора и суждении по изменению последних о наличии газового аналита в пробе.

Известен способ раздельного определения ацетона и этилацетата в воздухе, основанный на использовании пьезоэлектрического кварцевого резонатора, на электроды которого нанесен активный сорбент в виде пленки тетрабензоатпентаэритрита массой 15-25 мкг, заключающийся в пропускании анализируемого воздуха через пьезогравиметрический сенсор с газочувствительным слоем на электродах кварцевого пьезорезонатора, измерении частоты собственных колебаний пьезорезонатора и суждении по изменению последних о наличии газового аналита в пробе (описание к патенту RU № 2204126, МПК 7 G01N 27/12, H01L 41/22, 2003.05.10).

В известном способе как при напуске ацетона, так и при напуске других газов, частота кварцевого резонатора понижается. Однородность сигналов резонатора снижает селективность известного способа в отношении определяемых газов и в т.ч. ацетона. Кроме того, качественный анализ выявления аналитов в газовой пробе в известном способе производят расчетным путем, что неизбежно приводит к высоким погрешностям.

Задача изобретения - создание способа селективного определения ацетона.

Технический результат изобретения - повышение селективности при определении ацетона и упрощение процесса, снижение трудоемкости и погрешности определения ацетона в воздухе.

Технический результат достигается тем, что в способе селективного определения ацетона в воздухе, заключающемся в пропускании анализируемого воздуха через пьезогравиметрический сенсор с газочувствительным слоем на электродах кварцевого пьезорезонатора, измерении частоты собственных колебаний пьезорезонатора и суждении по изменению последних о наличии в пробе ацетона, в качестве газочувствительного слоя используют пленку пектина, выделенного из растительного сырья, рябинового, или свекловичного, или цитрусового, или яблочного, толщиной 10-20 мкм, а наличие ацетона в пробе констатируют при увеличении частоты собственных колебаний пьезорезонатора.

Газочувствительное покрытие в пьезогравиметрическом сенсоре для реализации способа может быть выполнено путем многократного повторения операций аэрозольного напыления водного раствора полимера с радиусом водяных капелек (5-15)·10^-8 м и последующей сушки при комнатной температуре.

На чертежах представлены графики изменения частоты пьезогравиметрического сенсора с газочувствительным покрытием на основе рябинового пектина после подачи анализируемых газов с концентрацией 500 ppm и последующей продувки воздухом: фиг.1 - зависимость частоты сенсора от времени при напуске ацетона; фиг.2 - зависимость изменения частоты сенсора от времени при напуске этанола.

Способ был апробирован при детектировании газовой среды, по одному варианту содержащей ацетон, по другому - этанол, на пяти видах образцов пьезогравиметрических сенсоров, на электроды которого было нанесено пленочное газочувствительное покрытие толщиной 10-20 мкм из рябинового, свекловичного, цитрусового, яблочного и подсолнечного пектинов.

Концентрация анализируемых газов в воздухе создавалась с помощью специальной газосмесительной установки. Измерение частоты проводилось с помощью прибора, соединенного с компьютером, и отображалось в виде кинетических зависимостей. Все измерения проводились при комнатной температуре, в качестве газа-носителя использовался воздух.

Отклик сенсора оценивался по разности частот колебаний сенсора до напуска аналита и после. При наличии в анализируемой газовой смеси этанола происходило существенное понижение частоты колебаний всех испытываемых сенсоров. При наличии ацетона в газовой пробе на сенсоре с газочувствительным слоем из подсолнечного пектина происходило понижение частоты колебаний, а с газочувствительными слоями соответственно из рябинового, свекловичного, цитрусового и яблочного наблюдалось повышение частоты. Данные о наблюдаемых результатах приведены в таблице ниже.

Вид пектина, из которого был выполнен газочувствительный слой сенсора	Изменение частоты колебаний сенсора при напуске 500 ppm ацетона, Гц	Изменение частоты колебаний сенсора при напуске 500 ppm этанола, Гц
Рябиновый	+120	-80
Свекловичный	+80	-40
Цитрусовый	+75	-35
Подсолнечный	-10	-60
Яблочный	+10	-50