Другов Ю.С., Родин А.А. Пробоподготовка в экологическом анализе

Подождите немного. Документ загружается.

ñÿ ïåðåêèñíûå ñîåäèíåíèÿ, èíîãäà â âèäå ïîëèìåðíûõ ïëåíîê. Îäíàêî àíàëîãè÷-

íûé ýêñïåðèìåíò êîíöåíòðèðîâàíèÿ III â àòìîñôåðå àçîòà ïîêàçàë, ÷òî è â ýòîì

ñëó÷àå ëèíåéíûé îëèãîìåð íå ýêñòðàãèðóåòñÿ ñ óãëÿ. Î÷åâèäíî III ïîëèìåðèçóåò-

ñÿ íà ïîâåðõíîñòè óãëÿ, îáëàäàþùåé êàòàëèòè÷åñêîé àêòèâíîñòüþ, è îáðàçóþùè-

åñÿ ïðîäóêòû íå ôèêñèðóþòñÿ íà õðîìàòîãðàììå.

Ïðîâåäåííûå èññëåäîâàíèÿ ïîêàçàëè, ÷òî íàèëó÷øèìè ñîðáöèîííûìè

õàðàêòåðèñòèêàìè äëÿ îëèãîìåðîâ I—III îáëàäàþò òåíàêñ è ïîëèñîðá-1, íî

ïîñëåäíèé ïðåäïî÷òèòåëåí ïî ïðè÷èíå áîëüøåé äîñòóïíîñòè (äåøåâèçíû

è ïð.). Ïîýòîìó áûëè áîëåå ïîäðîáíî èçó÷åíû ñîðáöèîííûå âîçìîæíî-

ñòè ïîëèñîðáà-1 äëÿ âñåõ èññëåäóåìûõ îëèãîìåðîâ (I—III) è ïîòåíöèàëüíî

ñîïóòñòâóþùèõ èì ïðèìåñåé óãëåâîäîðîäîâ. Êîíöåíòðàöèîííóþ òðóáêó

(12 ñì × 4,5 ìì) çàïîëíÿëè ïðåäâàðèòåëüíî êîíäèöèîíèðîâàííûì ïîëèñîð-

áîì-1, à ïîñëå ïðîâåäåíèÿ êîíöåíòðèðîâàíèÿ ñêîíöåíòðèðîâàííûå ïðèìåñè

òðèìåðîâ èçâëåêàëè ñ ïîëèìåðíîãî ñîðáåíòà äèíàìè÷åñêèì ñïîñîáîì, ââîäÿ

ïî êàïëÿì í-ãåêñàí â âåðòèêàëüíî óñòàíîâëåííóþ êîíöåíòðàöèîííóþ òðóáêó (â

íàïðàâëåíèè ïðîòèâîïîëîæíîì ïîòîêó àñïèðèðóåìîãî âîçäóõà).

Âûòåêàþùèé èç òðóáêè ðàñòâîð ñîáèðàëè â ìåðíûå ïðîáèðêè (îáúåì 5 ìë) è

àíàëèçèðîâàëè åãî íà õðîìàòîãðàôå Àâòîõðîì ñ ôîòîèîíèçàöèîííûì äåòåêòîðîì

(êðèïòîíîâàÿ ëàìïà, Å=10,2 ýâ) è êàïèëëÿðíîé êîëîíêîé èç ïëàâëåííîãî êâàðöà

(33 ì × 0,23 ìì) ñ ÑÊÒÂ-èììîáèëèçîâàííîé ñòàöèîíàðíîé ôàçîé. Òåìïåðàòóðà

êîëîíêè 100°Ñ, èñïàðèòåëÿ 180°Ñ, äåòåêòîðà 140°Ñ. Ïîääóâ àçîòà â ÔÈÄ ñîñòàâëÿ-

åò 6 ñì

/ìèí, ñáðîñ (17 ìì ðåîìåòð) 13 ñì

/ìèí. Ñêîðîñòü ïîòîêà ãàçà-íîñèòåëÿ

÷åðåç êîëîíêó 2,9 ñì

/ìèí. Ðåçóëüòàòû èçìåðåíèé ïðèâåäåíû â òàáë. I.47.

134 Ãëàâà 1. Âîçäó

* Ðàáîòà âûïîëíåíà â ÍÈÈ ãèãèåíû òðóäà è ïðîôçàáîëåâàíèé ÀÌÍ ÑÑÑÐ (ñåé÷àñ Èíñòèòóò

ìåäèöèíû òðóäà ÐÀÌÍ, Ìîñêâà).

Òàáëèöà I.46. Ýôôåêòèâíîñòü ñîðáöèè è äåñîðáöèè òðèìåðîâ áóòàäèåíà I—III â òðóáêå ñ àêòèâíûì

óãëåì ÁÀÓ* [269]

Äëèíà ñëîÿ Îáúåì ïðîïó- I II

III

óãëÿ, ñì ùåííîãî Ââåäåíî, Íàéäåíî, Ýôôåêòèâ. Ââåäåíî, Íàéäåíî,

Ýôôåêòèâ. Ââåäåíî, Íàéäåíî, Ýôôåêòèâ.

âîçäóõà, ë ìêã ìêã äåñîðá. % ìêã ìêã

äåñîðá. % ìêã ìêã äåñîðá.,%

2,9 6,0 4,50 3,54 78,7 11,2 9,17

81,9 13,0 0 0

3,0 32,6 4,50 3,64 80,9 11,2 9,82

87,7 13,0 0 0

4,8 52,8 2,25 2,34 104,0 5,60 4,96

88,6 6,5 0 0

4,8 52,8 2,25 1,95 86,7 5,60 5,16

92,1 6,5 0 0

4,8 52,8 2,25 1,97 87,6 5,60 4,59

82,0 6,5 0 0

3,3 69,8 285 243,1 85,3 665 615,2

92,5 1394 287,6 20,6

2,3 88,9 9,0 8,54 94,9 22,4 16,8

75,1 26,0 0 0

* Ñêîðîñòü ïîòîêà âîçäóõà 0,25—0,75 ë/ìèí.

Òàáëèöà I.47. Ýôôåêòèâíîñòü äåñîðáöèè ïðèìåñåé òðèìåðîâ áóòàäèåíà-1,3 èç êîíöåíòðàöèîííîé

òðóáêè ñ ïîëèñîðáîì-1* [269]

Îáúåì ïðî- Îáúåì ôðàêöèé Ýôôåêòèâíîñòü äåñîðáöèè

îëèãîìåðîâ, %

ïóùåííîãî äåñîðáåíòà, ìë í-Ñ

I II

III í-Ñ

âîçäóõà, ë

5,8 0,3 85,7 86,5 90,4

94,5 83,5

0,5 7,2 10,3 6,0

7,0 7,6

Ñóììàðíûé îáúåì 92,9 96,8 96,4

101,5 91,1

10** 5 — 86,0 85,0

90,0 —

— 80,0 84,0

88,0 —

14,3 0,3 82,9 86,8 98,3

88,8 78,8

0,3 12,5 7,9 8,6

9,0 9,1

Ñóììàðíûé îáúåì 95,5 94,7 98,9

97,8 87,9

25,2 0,3 57,6 62,5 68,5

71,3 67,0

0,5 32,3 27,5 27,2

31,2 27,1

4. Ñîðáöèÿ (àäñîðáöèÿ) 135

ðûå ìîãóò ñåëåêòèâíî (çà ñ÷åò ñïåöèôè÷åñêèõ ôóíêöèîíàëüíûõ ãðóïï) èçâëåêàòü

èç âîçäóõà íåîðãàíè÷åñêèå ãàçû èëè ËÎÑ ðàçëè÷íûõ êëàññîâ [3].

Â òàáë. I.50 ïðèâåäåíû èíäåêñû óäåðæèâàíèÿ íåêîòîðûõ ËÎÑ íà îòå÷åñòâåí-

íûõ è çàðóáåæíûõ ÏÏÑ.

4. Ñîðáöèÿ (àäñîðáöèÿ) 137

Òàáëèööà I.48. Îòå÷åñòâåííûå ïîëèìåðíûå ñîðáåíòû [270]

Õàðàêòåðèñòèêà ñîðáåíòà Ñîñòàâ ïîëèìåðà

Ñëàáîñïåöèôè÷åñêèå

Ñîïîëèìåðû ñòèðîëà è äèâèíèëáåíçîëà

Ñðåäíåé ñïåöèôè÷íîñòè

Ñîïîëèìåðû äèâèíèëáåíçîëà ñ ïîëÿðíûìè ìîíîìåðàìè, ñîäåðæàùè-

ìè ðàçëè÷íûå ôóíêöèîíàëüíûå ãðóïïû: ýôèðíûå, íèòðèëüíûå, ôîñ-

ôèíàòíûå, ýïîêñèäíûå, ïèðèäèí- è ïèðàçîëñîäåðæàùèå ñîðáåíòû.

Õèìè÷åñêîå ìîäèôèöèðîâàíèå ñîðáåíòîâ íà îñíîâå ÑÏË ñòèðîëà

è äèâèíèëáåíçîëà ïóòåì ïðîâåäåíèÿ ïîëèìåðàíàëîãè÷íûõ ðåàêöèé

íèòðîâàíèÿ, âîññòàíîâëåíèÿ, àìèíèðîâàíèÿ, N-îêñèäèðîâàíèÿ, ãèä-

ðîëèçà, ôîñôîðèëèðîâàíèÿ, îìûëåíèÿ, ñóëüôèðîâàíèÿ è äð.

Ïîëèàìôîëèò ñ íèòðî- è ñóëüôîãðóïïàìè.

Âûñîêîñïåöèôè÷åñêèå

Ìåòàëëîäåðæàùèå ñîðáåíòû: ìàêðîïîðèñòûå êàòèîíèòû â H, K, Ca,

Co, Cu, Ni, Zn, Fe, Nd è Cd-ôîðìàõ.

Ïîëèìåðíûå êîìïëåêñû ìåòàëëîâ — ïîëèêîìïëåêñîíàòû: íà îñíîâå

ïðîèçâîäíûõ ïèðèäèíà, íà îñíîâå ïðîèçâîäíûõ ïèðàçîëà.

Ïîâûøåííîé òåðìîñòîéêîñòè

Ïîëèèìèäû, ïîëèôåíèëõèíîêñàëèí

Òàáëèöà I.49. Õèìè÷åñêè ìîäèôèöèðîâàííûå ïîëèìåðíûå ñîðáåíòû [270]

Ñîðáåíò

Ñïîñîá ïîëó÷åíèÿ

Ïîëèñîðá-1

Ñîïîëèìåðèçàöèÿ ñòèðîëà (60%) è äèâèíèëáåíçîëà (40%)

Ïîëèñîðá-2

Ñîïîëèìåðèçàöèÿ ñòèðîëà (80%) è äèâèíèëáåíçîëà (20%)

Õëîðìåòèëèðîâàííûé ïîëèñîðá-2 Îáðàáîòêà ïîëèñîðáà-2 õëîðìåòèëîâûì ýôèðîì

Ñîðáåíò ñ ýòèëåíäèàìèíîâûìè

ãðóïïàìè — ÀÍ-221

Îáðàáîòêà ïîëèñîðáà-2 õëîðìåòèëîâûì ýôèðîì ñ ïîñëåäóþùèì

àìèíèðîâàíèåì ýòèëåíäèàìèíîì

Ñîðáåíò ñ äèýòèëåíòðèàìèíîãðóï-

ïàìè ÀÍ-211

Îáðàáîòêà ïîëèñîðáà-2 õëîðìåòèëîâûì ýôèðîì ñ ïîñëåäóþùèì

àìèíèðîâàíèåì äèýòèëåíòðèàìèíîì

Íèòðîïîëèñîðá-1

Íèòðîâàíèå ïîëèñîðáà-1 ñìåñüþ íèòðàòà êàëèÿ è êîíö. ñåðíîé

êèñëîòû

Íèòðîïîëèñîðá-2

Íèòðîâàíèå ïîëèñîðáà-2

Àìèíîïîëèñîðá-1

Íèòðîâàíèå ïîëèñîðáà-1 ñ ïîñëåäóþùèì âîññòàíîâëåíèåì íèò-

ðîãðóïï äî àìèíîãðóïï ñìåñüþ õëîðèäà îëîâà è êîíö. õëîðîâîäî-

ðîäíîé êèñëîòû

Àìèíîïîëèñîðá-2

Íèòðîâàíèå ïîëèñîðáà-2 ñ ïîñëåäóþùèì âîññòàíîâëåíèåì íèò-

ðîãðóïï äî àìèíîãðóïï

Ñóëüôîïîëèñîðá-1 Ñóëüôèðîâàíèå ïîëèñîðáà-1

Ñîðáåíò ÊÐ-20ò-60

Ôîñôîðèëèðîâàíèå ïîëèñîðáà-2 ñ ïîñëåäóþùèì ãèäðîëèçîì è

îêèñëåíèåì

Ïîëèñîðá N ñ êàðáîêñèëüíûìè

ãðóïïàìè

Îêñèìåòèëèðîâàíèå ñ ïîñëåäóþùèì îêèñëåíèåì àçîòíîé êèñëîòîé

èëè N-îêñèäèðîâàíèå ñ ïîñëåäóþùèì àöåòèëèðîâàíèåì

Òàáëèöà I.50. Èíäåêñû óäåðæèâàíèÿ îðãàíè÷åñêèõ âåùåñòâ íà ïîëèìåðíûõ ñîðáåíòàõ [270]

Ñîðáàò Íèòðî- Àìèíî- Íèòðî- Àìèíî- Ïîðàïàê Ò Õðîìî-

ïîëèñîðá-1 ïîëèñîðá-1 ïîëèñîðá-2 ïîëèñîðá-2 ñîðá 104

138 Ãëàâà 1. Âîçäó

Ýòàíîë 580 555 995 1180 570 690

Ìåòèëýòèëêåòîí 775 705 1235 1195 700 680

Áåíçîë 735 645 1140 1250 755 835

Íèòðîìåòàí 780 635 1325 1300 715 935

Ïèðèäèí 920 855 1460 1485 845 1025

Êàê âèäíî èç ýòîé òàáëèöû, íèòðîïîëèñîðáû è àìèíîïîëèñîðáû íå óñòóïàþò

è äàæå ïðåâîñõîäÿò ïî âåëè÷èíàì óäåðæèâàíèÿ çàðóáåæíûå àíàëîãè — Ïîðàïàê

Ò (ïîëÿðíûé ÏÏÑ, íà êîòîðîì âîäà ýëþèðóåò ïîñëå í-áóòàíà) è Õðîìîñîðá 104

(âûñîêîïîëÿðíûé ïîëèìåðíûé ñîðáåíò, îáåñïå÷èâàþùèé ýôôåêòèâíîå ðàçäåëå-

íèå íèòðèëîâ, íèòðîïàðàôèíîâ, àììèàêà è îêñèäîâ àçîòà) [257]. Ýòî îçíà÷àåò,

÷òî ïîìèìî ýôôåêòèâíîãî ðàçäåëåíèÿ ËÎÑ (òàáë. I.50), ýòè ñîðáåíòû ìîæíî

èñïîëüçîâàòü äëÿ êîíöåíòðèðîâàíèÿ ýòèõ ñîåäèíåíèé, à òàêæå (ïî àíàëîãèè ñ

Ïîðàïàêîì Ò è Õðîìîñîðáîì 104) óëàâëèâàòü èç âîçäóõà ñëåäîâûå êîëè÷åñòâà

íåîðãàíè÷åñêèõ ãàçîâ.

Âûñîêàÿ ñïåöèôè÷íîñòü Ïîëèàìôîëèòà ñ íèòðî- è ñóëüôîãðóïïàìè (òàáë.

I.48) îáåñïå÷èâàåò ñåëåêòèâíîñòü ýòîãî ÏÏÑ ê êàðáîíîâûì êèñëîòàì, âîäå, àìè-

íàì, íèòðèëàì. Åãî ïîâûøåííàÿ òåðìîñòîéêîñòü (320°Ñ) ïîçâîëÿåò èñïîëüçîâàòü

Ïîëèàìôîëèò íå òîëüêî êàê ñîðáåíò äëÿ õðîìàòîãðàôè÷åñêîãî ðàçäåëåíèÿ ïðèìå-

ñåé ËÎÑ, íî è äëÿ êîíöåíòðèðîâàíèÿ îðãàíè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé [270].

Áîëüøèå âåëè÷èíû óäåðæèâàíèÿ îëåôèíîâûõ óãëåâîäîðîäîâ è áîëüøàÿ ðàç-

íèöà â óäåðæèâàíèè ïàðàôèíîâûõ è îëåôèíîâûõ, àðîìàòè÷åñêèõ è îëåôèíîâûõ

óãëåâîäîðîäîâ îáåñïå÷èâàåò âîçìîæíîñòü èñïîëüçîâàíèÿ ìàêðîïîðèñòîãî ñóëü-

ôîêàòèîíèòà â Cu(2+)-ôîðìå â êà÷åñòâå ñîðáåíòà äëÿ êîíöåíòðèðîâàíèÿ ìèêðî-

ïðèìåñåé îëåôèíîâûõ óãëåâîäîðîäîâ èç âîçäóõà è âûõëîïíûõ ãàçîâ [283].

Î÷åíü ïåðñïåêòèâíûìè ÿâëÿåòñÿ ïðèìåíåíèå ñóëüôîêàòèîíîâ ïîðèñòîé

ñòðóêòóðû â ãàçîõðîìàòîãðàôè÷åñêîì àíàëèçå ãàçîâ, òàê êàê, îòëè÷àÿñü âûñîêîñå-

ëåêòèâíûìè ñâîéñòâàìè, êàòèîíèòû îáåñïå÷èâàþò ïîðÿäîê ýëþèðîâàíèÿ êîìïî-

íåíòîâ ãàçîâîé ñìåñè îòëè÷íûé îò ïîðÿäêà ýëþèðîâàíèÿ íà äðóãèõ ïîëèìåðíûõ

è ìèíåðàëüíûõ ñîðáåíòàõ. Òàê, âûÿâëåíà âûñîêàÿ ñåëåêòèâíîñòü ñóëüôîêàòèîíè-

òà â Cu(2+)-ôîðìå ê îêñèäàì àçîòà, ñåðû è óãëåðîäà. Ïîðÿäîê ýëþèðîâàíèÿ îêñè-

äîâ ñëåäóþùèé: âîçäóõ, NO

, NO, SO

, CO. Ñåëåêòèâíîñòü ðàçäåëåíèÿ ñèñòåìû

NO — âîçäóõ íà äàííîì ñîðáåíòå áîëåå ÷åì â 7 ðàç âûøå, ÷åì íà íåïîëÿðíîì

Ïîðàïàêå Q. Óäåëüíûé îáúåì óäåðæèâàíèÿ NO ïðè 18°Ñ áîëåå 200 ìë/ã. Ýòî äàåò

âîçìîæíîñòü èñïîëüçîâàòü êàòèîíèò â Cu(2+)-ôîðìå (Êóïðóìñîðá) äëÿ óëàâëèâà-

íèÿ îêñèäà àçîòà èç âîçäóõà è âûõëîïíûõ ãàçîâ [270].

Íà Êóïðóìñîðáå ìîæíî ðàçäåëÿòü îêñèäû àçîòà è êîíöåíòðèðîâàòü ìèêðîïðè-

ìåñè ýòèõ òîêñè÷íûõ ãàçîâ èç âîçäóõà [283], à Ôåððóìñîðá ïîçâîëÿåò ðàçäåëÿòü

ñåðíèñòûå ãàçû è èçâëåêàòü èõ èç âîçäóõà ñ äîñòàòî÷íî âûñîêîé ýôôåêòèâíîñòüþ.

Ðàçðàáîòàí ðÿä íîâûõ îòå÷åñòâåííûõ ÏÏÑ äëÿ àíàëèçà çàãðÿçíåíèé âîçäóõà

[271]. Ïðèìåíåíèå ýòèõ ñîðáåíòîâ, ñîäåðæàùèõ êîìïëåêñîîáðàçóþùèå ïîëÿð-

íûå ãðóïïû, è èîíèòíûõ ñîðáåíòîâ íà áàçå ïèðèäèíà è ïèðàçîëà (ñì. òàáë. I.48)

ïîçâîëèëî èçìåíèòü èíäåêñ óäåðæèâàíèÿ âîäû â ïðåäåëàõ 240—1700 åäèíèö. Ýòî

îïòèìèçèðóåò ïîðÿäîê ýëþèðîâàíèÿ (è äåñîðáöèè ñ ñîðáåíòà ïîñëå óëàâëèâàíèÿ

çàãðÿçíåíèé âîçäóõà) êîìïîíåíòîâ ñëîæíûõ ñìåñåé ËÎÑ è íåîðãàíè÷åñêèõ ãàçîâ

[270, 271].

4. Ñîðáöèÿ (àäñîðáöèÿ) 139

Äëÿ êîíöåíòðèðîâàíèÿ çàãðÿçíåíèé âîçäóõà ñèíòåçèðîâàíû íîâûå ïîëèìåð-

íûå ñîðáåíòû — Ïîëèôåí è Ïîëèôèä ñ òåìïåðàòóðîé äåñîðáöèè ñîîòâåòñòâåííî

330° è 340°Ñ è ñ âûñîêèìè ñîðáöèîííûìè ñâîéñòâàìè. Èñïûòàíèå ýòèõ ñîðáåí-

òîâ ïîêàçàëî, ÷òî èõ ìîæíî ïðèìåíÿòü â âàðèàíòå òåðìîäåñîðáöèè ïðèìåñåé ñ

ñîðáåíòà [271].

Èç äðóãèõ ïîðèñòûõ ïîëèìåðíûõ ñîðáåíòîâ, ñèíòåçèðîâàííûõ â Ðîññèè â

ïîñëåäíèå ãîäû, ñëåäóåò îòìåòèòü ïîëèäèôåíèëôòàëèäû [272] è ñòèðîñîðáû

[273—275], êîòîðûå íå óñòóïàþò ëó÷øèì çàðóáåæíûì îáðàçöàì è ìîãóò èñïîëüçî-

âàòüñÿ äëÿ èçâëå÷åíèÿ ïðèìåñåé çàãðÿçíÿþùèõ âåùåñòâ èç âîçäóõà è âîäû [3—5].

Ïîñëåäíèå ñîðáåíòû íà îñíîâå ñâåðõñøèòîãî ïîëèñòèðîëà ïîëó÷èëè ïðèçíàíèå

è çà ðóáåæîì — äëÿ ðåøåíèÿ øèðîêîãî êðóãà àíàëèòè÷åñêèõ è ýêîëîãè÷åñêèõ

çàäà÷.

4.3.5. Ïîëèäèôåíèëôòàëèäû

Ïîëèäèôåíèëôòàëèäû — ïîëèìåðíûå ñîðáåíòû íà îñíîâå äèôåíèëôòàëåâîé

êèñëîòû. Îíè ïî íåêîòîðûì ñîðáöèîííûì õàðàêòåðèñòèêàì ïðåâîñõîäÿò òàêèå

ïîïóëÿðíûå çàðóáåæíûå ÏÏÑ, êàê Òåíàêñû. Èäåàëüíûé ñîðáåíò äëÿ óëàâëèâà-

íèÿ èç âîçäóõà ïðèìåñåé òîêñè÷íûõ âåùåñòâ, äîëæåí îòâå÷àòü ñëåäóþùèì òðåáî-

âàíèÿì:

— îáëàäàòü âûñîêîé àäñîðáöèîííîé ñïîñîáíîñòüþ ïî îòíîøåíèþ ê âîçìîæ-

íî áîëåå øèðîêîìó êðóãó ËÎÑ, îðãàíè÷åñêèõ è íåîðãàíè÷åñêèõ ãàçîâ;

— áûòü ãèäðîôîáíûì;

— áûòü óñòîé÷èâûì ïî îòíîøåíèþ ê ðåàêöèîííîñïîñîáíûì ãàçàì, îáû÷íî

ïðèñóòñòâóþùèì â âîçäóõå (îçîí, îêñèäû àçîòà);

— áûòü òåðìîñòîéêèì;

— ëåãêî è ïîëíî «îòäàâàòü» ñêîíöåíòðèðîâàííûå íà íåì ïðèìåñè ïðè òåðìî-

äåñîðáöèè èëè ýêñòðàêöèè âîäîé èëè îðãàíè÷åñêèìè ðàñòâîðèòåëÿìè.

Âñåì ýòèì òðåáîâàíèÿì â çíà÷èòåëüíîé ìåðå ñîîòâåòñòâóåò Ïîëèôåíèëôòà-

ëèä-1 (ÏÄÔ-1). Ýòîò ïîðèñòûé ïîëèìåðíûé ñîðáåíò ÿâëÿåòñÿ ÑÏË äèôåíèëô-

òàëåâîé êèñëîòû, íèòðîáåíçîëà è ñóëüôóðèëõëîðèäà â ïðèñóòñòâèè êàòàëèçàòîðà

(FeCl

). Äðóãîé àíàëîãè÷íûé ñîðáåíò — ÏÄÔ-2 ÿâëÿåòñÿ ÑÏË äèôåíèëôòàëåâîé

êèñëîòû ñ äèôåíèëîêñèäîì.

Óäåëüíàÿ ïëîùàäü ïîâåðõíîñòè ÏÄÔ-1 ïî ðàçëè÷íûì äàííûì ñîñòàâëÿåò 250

/ã [4] è 85 ì

/ã [272], à åãî òåðìîñòîéêîñòü (ïðåäåëüíàÿ òåìïåðàòóðà èñïîëü-

çîâàíèÿ) — 420—450°Ñ [4] èëè 360—380°Ñ [272]. Áîëüøàÿ ïëîùàäü ïîâåðõíñòè

Ïîëèäèôåíèëôòàëèäà-1 ïî ñðàâíåíèþ ñ Òåíàêñîì GC (19—30 ì

/ã) äåëàåò ýòîò

ÏÏÑ îòëè÷íûì ìàòåðèàëîì äëÿ êîíöåíòðèðîâàíèÿ ãàçîâ è ëåãêîëåòó÷èõ ËÎÑ

(ñì. íèæå).

Îäíàêî ïîêà ýêñïåðèìåíòàëüíûõ äàííûõ ïî èçó÷åíèþ õàðàêòåðèñòèê ïîëè-

äèôåíèëôòàëèäîâ ìàëî. Â ðàáîòå [272] äëÿ õàðàêòåðèñòèêè ñîðáöèîííîé ñïî-

ñîáíîñòè ÏÄÔ-1 áûëè îïðåäåëåíû âåëè÷èíû óäåëüíûõ óäåðæèâàåìûõ îáúåìîâ

(Vg

, ë/ã) íåêîòîðûõ ïðåäñòàâèòåëåé ðàçëè÷íûõ êëàññîâ îðãàíè÷åñêèõ ñîåäè-

íåíèé. Â ïðèâåäåííîé íèæå òàáë. I.51 ïðåäñòàâëåíû ðåçóëüòàòû îïðåäåëåíèÿ

140 Ãëàâà 1. Âîçäó

óäåëüíûõ óäåðæèâàåìûõ îáúåìîâ èñïûòóåìîãî ñîðáåíòà è ñîïîñòàâëåíû ñ ðàíåå

îïðåäåëåííûìè äëÿ ðÿäà êîììåð÷åñêèõ ñîðáåíòîâ [146].

Êàê âèäíî èç òàáë. I.51, Ïîëèäèôåíèëôòàëèä-1 äåìîíñòðèðóåò ëó÷øèå õàðàê-

òåðèñòèêè óäåðæèâàíèÿ â ñðàâíåíèè ñ øèðîêîïðèìåíÿåìûìè ìàòåðèàëàìè äëÿ

êîíöåíòðèðîâàíèÿ ïðèìåñåé èç âîçäóõà. Îäíàêî îí îêàçàëñÿ çíà÷èòåëüíî ìåíåå

ãèäðîôîáíûì: ïðåäåëüíàÿ âåëè÷èíà åãî âëàãîåìêîñòè (îïðåäåëÿëàñü ïóòåì ïðîïó-

ñêàíèÿ ÷åðåç òðóáêó ñ ñîðáåíòîì 20 ë âëàæíîãî âîçäóõà ñî ñêîðîñòüþ 0,5 ë/ìèí)

ñîñòàâèëà 5—20 ìã Í

Î â çàâèñèìîñòè îò îòíîñèòåëüíîé âëàæíîñòè (46—70%).

Òàáëèöà I.51. Ñîðáöèîííûå õàðàêòåðèñòèêè ñîðáåíòîâ [272]

Ñîðáåíò Óäåëüíûé óäåðæèâàåìûé îáúåì, ë/ã Óäåëüíàÿ âëàãîåì-

êîñòü, ìã Í

Î/ã

Ãåêñàí Áåíçîë Àöåòîí Ýòàíîë

Ïîëèäèôåíèë- 550 681 201 61 44,4

ôòàëèä

Òåíàêñ GC 2,8 4,8 1,2 0,3 6,0

Ïîëèñîðá 10 17 120 14 5,1 0,5

Êàðáîïàê Â 6,7 2,5 0,1 0,08 0,1

Ïîäâåðãíóòûé ïðåäâàðèòåëüíîìó êîíäèöèîíèðîâàíèþ â òå÷åíèå 7 ÷ â òîêå

ãåëèÿ ïðè 360°Ñ ïîëèäèôåíèëôòàëèä (ïî äàííûì ÃÕ/ÌÑ-àíàëèçà ñ èñïîëüçîâà-

íèåì êàïèëëÿðíîé êîëîíêè) íå äàâàë ïðîäóêòîâ ðàçëîæåíèÿ ïðè òåðìîäåñîðá-

öèè (300°Ñ).

Ïîëíîòó âîçâðàòà ñêîíöåíòðèðîâàííûõ ËÎÑ îïðåäåëÿëè ïóòåì äîçèðîâàíèÿ

â ñîðáöèîííûå òðóáêè èñêóññòâåííûõ ñìåñåé èçâåñòíîãî ñîñòàâà è ïîñëåäóþ-

ùåé èõ òåðìîäåñîðáöèè â êàïèëëÿðíóþ êîëîíêó ïðè 300°Ñ. Ïîëíîòà âîçâðàòà

êîìïîíåíòîâ ñìåñè, ñîäåðæàùåé í-àëêàíû Ñ

—Ñ

, ìåòèëýòèëêåòîí, áåíçîë è

·-ïèíåí, ñîñòàâëÿëà íå ìåíåå 80%.

Òàêèì îáðàçîì, ïî âñåì ñîðáöèîííûì õàðàêòåðèñòèêàì Ïîëèäèôåíèëôòà-

ëèä-1 ñóùåñòâåííî ëó÷øå, ÷åì Òåíàêñ GC è Êàðáîïàê Â, à òàêæå îòå÷åñòâåííûé

ÏÏÑ Ïîëèñîðá-10, íî îíè ïðåâîñõîäÿò ÏÄÔ-1 ïî ãèäðîôîáíîñòè.

Î÷åíü âàæíûì ïðèìåíåíèåì ÏÄÔ-1 â ýêîëîãè÷åñêîì àíàëèçå îêàçàëîñü ãàçî-

õðîìàòîãðàôè÷åñêîå îïðåäåëåíèå íèçøèõ ìåðêàïòàíîâ (Ñ

—Ñ

) â àòìîñôåðíîì

âîçäóõå [277]. Çàäà÷à áûëà òåì áîëåå òðóäíîé, ÷òî äëÿ ñàìîãî òîêñè÷íîãî è ëåòó-

÷åãî ìåðêàïòàíà èç ýòîé ñìåñè (ìåòèëìåðàêàïòàí) ÏÄÊ â àòìîñôåðíîì âîçäóõå

ñîñòàâëÿëà îêîëî 10

–5

ìã/ì

Äëÿ îïðåäåëåíèÿ êîíöåíòðàöèè ìåòèë-, ýòèë-, í-ïðîïèë è í-áóòèëìåðêàïòà-

íîâ àòìîñôåðíûé âîçäóõ ñ ïîìîùüþ ýëåêòðîàñïèðàòîðà Ì-822 ñî ñêîðîñòüþ 1,5

ë/ìèí ïðîêà÷èâàëè ÷åðåç êîíöåíòðàöèîííóþ òðóáêó èç ñòåêëà ðàçìåðîì 8 ñì ×

5 ìì ñ ïîëèäèôåíèëôòàëèäîì ïðè òåìïåðàòóðå îêðóæàþùåãî âîçäóõà â òå÷åíèå

30 ìèí.

Ïîëèäèôåíèëôòàëèä çåðíåíèåì 0,5—0,6 ìì ïðåäâàðèòåëüíî êîíäèöèîíèðî-

âàëè â ñòåêëÿííîé òðóáêå ðàçìåðîì 20 ñì õ 15 ìì ïðè ïîñòåïåííîì ïîâûøåíèè

òåìïåðàòóðû îò 50° äî 300°Ñ (ñòóïåí÷àòî ÷åðåç 20°Ñ) â òå÷åíèå 8 ÷ â òîêå ãåëèÿ 20

4. Ñîðáöèÿ (àäñîðáöèÿ) 141

ìë/ìèí.

Çàòåì 150 ìã ñîðáåíòà ïîìåùàëè â ñòåêëÿííóþ òðóáêó — êîíöåíòðàòîð è

çàêðåïëÿëè ñëîé ñîðáåíòà ñ ïîìîùüþ òàìïîíîâ èç îáåçæèðåííîãî ñòåêëîâîëîê-

íà. Òðóáêè ñ ñîðáåíòîì õðàíèëè äî îòáîðà ïðîá â ýêñèêàòîðå. Äëÿ èçìåðåíèÿ êîí-

öåíòðàöèè ìåòèëìåðêàïòàíà íà óðîâíå 0,5 ÌÄÊ äîñòàòî÷íî ïðîïóñòèòü ÷åðåç

ëîâóøêó 45 ë âîçäóõà.

Ïîñëå îòáîðà ïðîáû çàãðÿçíåíèé âîçäóõà êîíöåíòðàöèîííóþ òðóáêó ñ ñîðáåí-

òîì ïîìåùàëè â ïðåäâàðèòåëüíî íàãðåòûé äî 140°Ñ èñïàðèòåëü ãàçîâîãî õðîìà-

òîãðàôà AGK-111 (ÊÁ ÀÍ Ýñòîíèè) ñ ôîòîèîíèçàöèîííûì äåòåêòîðîì (ÔÈÄ),

âûäåðæèâàëè â òå÷åíèå 2 ìèí áåç ãàçà-íîñèòåëÿ, à çàòåì ïîñëå ïåðåêëþ÷åíèÿ 4-õ

õîäîâîãî êðàíà ïîòîêîì ãàçà-íîñèòåëÿ (ðàñõîä 30 ìë/ìèí) ïåðåâîäèëè ñêîíöåíò-

ðèðîâàííûå â ëîâóøêå ïðèìåñè ìåðêàïòàíîâ â õðîìàòîãðàôè÷åñêóþ êîëîíêó.

Äëÿ ïðåäîòâðàùåíèÿ ðàçëîæåíèÿ ìåðêàïòàíîâ è ïîòåðü äðóãèõ ñåðíèñòûõ

ËÎÑ ïðè èõ êîíöåíòðàöèè íèæå 1 ìã/ì

íà ìåòàëëè÷åñêèõ ïîâåðõíîñòÿõ êîììó-

íèêàöèé õðîìàòîãðàôà âñå êîììóíèêàöèè îò èñïàðèòåëÿ äî äåòåêòîðà âûïîëíÿ-

ëè èç ñòåêëÿííûõ èëè òåôëîíîâûõ òðóáîê.

Ïîñëå òåðìîäåñîðáöèè ñåðíèñòûõ ËÎÑ èõ ðàçäåëÿëè íà íàñàäî÷íîé êîëîíêå

èç òåôëîíà (3 ì × 4 ìì) ñ 15% ïîëèôåíèëîâîãî ýôèðà 5Ô4Ý è 1% H

íà õðîìà-

òîíå N-ñóïåð (ôðàêöèÿ 0,1—0,125 ìì) â èçîòåðìè÷åñêîì ðåæèìå ïðè òåìïåðàòóðå

êîëîíêè 50°Ñ, èñïàðèòåëÿ 140°Ñ è äåòåêòîðà 150°Ñ. Ðàñõîä ãàçà-íîñèòåëÿ (ãåëèÿ)

30 ìë/ìèí. Øêàëà ýëåêòðîìåòðà 2 × 10

–11

À, ñêîðîñòü äèàãðàììíîé ëåíòû 200

ìì/÷. Íåïîñðåäñòâåííî ïåðåä àíàëèçîì êîëîíêó êîíäèöèîíèðîâàëè ââåäåíèåì

íåñêîëüêèõ ïîðöèé îáúåìîì 3—5 ìêë ìåòàíîëüíîãî ðàñòâîðà äèìåòèëñóëüôèäà.

Â äðóãîì âàðèàíòå ìåòîäèêè èñïîëüçîâàëè ãàçîâûé õðîìàòîãðàô Ìåãà-5300

(Êàðëî-Ýðáà, Èòàëèÿ) ñ ïëàìåííî-ôîòîìåòðè÷åñêèì äåòåêòîðîì (ÏÔÄ). Ïîñëå

îòáîðà ïðîáû ëîâóøêó ïîìåùàëè â òåðìîäåñîðáöèîííîå óñòðîéñòâî, ñîâìåùåí-

íîå ñî ñòàíäàðòíûì èñïàðèòåëåì õðîìàòîãðàôà. Òåðìîäåñîðáöèþ îñóùåñòâëÿëè

ïðè 250°Ñ â òîêå ãåëèÿ 10 ìë/ìèí. Ïðîäóâêó ïðîâîäèëè íåïðåðûâíî â òå÷åíèå

âñåãî àíàëèçà (40 ìèí). Äëÿ ïðåäîòâðàùåíèÿ ïîòåðü ËÎÑ ñåðû â êîììóíèêàöèÿõ

õðîìàòîãðàôà è â êàïèëëÿðíîé êîëîíêå ïåðåä àíàëèçîì âñþ õðîìàòîãðàôè÷å-

ñêóþ ñèñòåìó êîíäèöèîíèðîâàëè, ââîäÿ â èñïàðèòåëü ñ ïîìîùüþ ìèêðîøïðèöà

íåñêîëüêî ïîðöèé ðàñòâîðà äèìåòèëñóëüôèäà â ìåòàíîëå îáúåìîì 3—5 ìêë.

Ðàçäåëåíèå ìèêðîïðèìåñåé ñåðíèñòûõ ËÎÑ ïðîâîäèëè íà êâàðöåâîé êàïèë-

ëÿðíîé êîëîíêå ðàçìåðîì 50 ì × 0,32 ìì ñ ñèëèêîíîì SE-30 (òîëùèíà ïëåíêè

5 ìêì) ïðè ïðîãðàììèðîâàííîì ïîâûøåíèè òåìïåðàòóðû êîëîíêè îò 40°Ñ (5

ìèí) äî 250°Ñ ñî ñêîðîñòüþ ïîäúåìà òåìïåðàòóðû 5 ãðàä/ìèí.

Ñòàíäàðòíûå ñìåñè ìåðêàïòàíîâ è äðóãèõ ñåðíèñòûõ ñîåäèíåíèé (ñåðîâîäî-

ðîä, äèîêñèä ñåðû, äèìåòèëñóëüôèä è äð.) äëÿ êàëèáðîêè ÔÈÄ è ÏÔÄ ãîòîâèëè

ìåòîäîì äèôôóçèè ìåðêàïòàíîâ ÷åðåç ïîëèìåðíûå ìåìáðàíû. Äëÿ ýòîé öåëè

ïðèìåíÿëè äèíàìè÷åñêèé ãåíåðàòîð ÃÏÑ-3, â êîòîðîì èñïîëüçîâàëè òåôëîíî-

âûå àìïóëû ñ æèäêèìè ìåðêàïòàíàìè. Äèôôóçèîííûå õàðàêòåðèñòèêè òåôëîíî-

âûõ àìïóë ñ ñåðíèñòûìè ñîåäèíåíèÿìè ïðèâåäåíû â òàáë. I.52.

Ìèêðîïîòîêè ñåðíèñòûõ âåùåñòâ ðàçáàâëÿëèñü â 50—1000 ðàç äî íèçêèõ

ñîäåðæàíèé (10

–3

—10

–5

ìã/ì

) ñ ïîìîùüþ áëîêà äèíàìè÷åñêîãî ðàçáàâëåíèÿ

ãàçîâîé ïðîáû. ÃÏÑ-3, áëîê äèíàìè÷åñêîãî ðàçáàâëåíèÿ ãàçîâîé ïðîáû è àìïó-

142 Ãëàâà 1. Âîçäó

ëû ñ ñåðíèñòûìè âåùåñòâàìè äëÿ ñîçäàíèÿ ìèêðîïîòîêîâ ËÎÑ ñåðû àòòåñòîâà-

íû â ÍÏÎ ÂÍÈÈÌ èì. Ä. È. Ìåíäåëååâà (Ñàíêò-Ïåòåðáóðã) è îáåñïå÷èâàþò â

èíòåðâàëå 0,1—1,0 ìã/ì

îòíîñèòåëüíóþ ïîãðåøíîñòü íå áîëåå 5%.

Ìåðêàïòàíû èç ãàçîâûõ ïîòîêîâ ñîðáèðîâàëè â êîíöåíòðàöèîííûõ òðóáêàõ ñ

ÏÄÔ-1 â òåõ æå óñëîâèÿõ, êàê è ïðè îòáîðå ïðîá ìåðêàïòàíîâ èç âîçäóõà. Äàëåå

òðóáêè ñ ñîðáåíòîì ïîìåùàëè â òåðìîäåñîðáöèîííîå óñòðîéñòâî èëè â èñïàðè-

òåëü õðîìàòîãðàôà, äåñîðáèðîâàëè ïðèìåñè ìåðêàïòàíîâ è àíàëèçèðîâàëè èõ â

îïèñàííûõ âûøå óñëîâèÿõ.

Òàáëèöà I.52. Äèôôóçèîííûå õàðàêòåðèñòèêè àìïóë ñ ñåðíèñòûìè ñîåäèíåíèÿìè [277]

Ñîåäèíåíèå Òåìïåðàòóðà Ðàñõîä ãàçà-íîñè- Âåëè÷èíà

òåðìîñòàòà òåëÿ (àçîò), ìèêðîïîòîêà,

ãåíåðàòîðà ë/ìèí ìêã/ìèí

ÃÏÑ-3, °Ñ

Ñåðîâîäîðîä 30 0,4 2,546

Äèîêñèä ñåðû 30 0,4 3,240

Ìåòèëìåðêàïòàí 42 0,3 0,410

Ýòèëìåðêàïòàí 60 0,5 0,699

í-Ïðîïèëìåðêàïòàí 30 0,5 0,098

60 0,5 0,480

í-Áóòèëìåðêàïòàí 72,5 0,5 0,296

Äèìåòèëñóëüôèä 50 0,4 0,640

Â ýòèõ óñëîâèÿõ (ñì. âûøå) öåëåâûå êîìïîíåíòû è ñîïóòñòâóþùèå èì ïðè-

ìåñè (ñì. òàáë. I.52) ìîæíî îòäåëèòü êàê îò óãëåâîäîðîäîâ (îáû÷íî ïðèñóòñò-

âóþùèõ â àòìîñôåðíîì âîçäóõå), òàê è îò îñíîâíûõ ïðèîðèòåòíûõ ñåðíèñòûõ

ñîåäèíåíèé, êîòîðûå îáû÷íî çàãðÿçíÿþò âîçäóõ â ðàéîíàõ ðàñïîëîæåíèÿ öåë-

ëþëîçíî-áóìàæíûõ êîìáèíàòîâ, ãàçîêîíäåíñàòíûõ êîìáèíàòîâ, íåôòåïåðå-

ãîííûõ è íåôòåïåðåðàáàòûâàþùèõ çàâîäîâ è äð. (òàáë. I.53). Õðîìàòîãðàììà

èñêóññòâåííîé ñìåñè ìåðêàïòàíîâ ïðèâåäåíà íà ðèñ. I.45.

Òàáëèöà I.53. Ïåðå÷åíü ïðèîðèòåòíûõ ñîåäèíåíèé, ïðèñóòñòâóþùèõ â çàãðÿçíåííîì âîçäóõå [4]

Ñîåäèíåíèå Ôîðìóëà Òåìïåðàòóðà êèï., °Ñ ÏÄÊ, ìã/ì

Ñåðîâîäîðîä H

S –61 0,008

Êàðáîíèëñóëüôèä COS –50 —

Äèîêñèä ñåðû SO

–10 0,5

Ìåòèëìåðêàïòàí CH

SH 5,95 0,0001

Ýòèëìåðêàïòàí C

SH 35 0,00003

Äèìåòèëñóëüôèä CH

SCH

37,3 0,08

Ñåðîóãëåðîä CS

46,3 0,03

2-Ïðîïèëìåðêàïòàí (CH

)

CHSH 52,6 —

Ýòèëåíñóëüôèä CH

S 55—56 0,5

2-Ìåòèë-2-ïðîïèëìåðêàïòàí (CH

)

CSH 64,2 —

1-Ïðîïèëìåðêàïòàí C

SH 67,8 0,0001

Ýòèëìåòèëñóëüôèä C

SCH

66,6 —

2-Áóòèëìåðêàïòàí CH

CH(SH)CH

85 —

Òèîôåí C

S 84,2 0,6

2-Ìåòèë-1-ïðîïèëìåðêàïòàí (CH

)

CHCH

SH 88,7 —

4. Ñîðáöèÿ (àäñîðáöèÿ) 143