Спосіб виготовлення випромінювача у вигляді полімерної плівки для рентгенофлуоресцентного аналізу водних розчинів

Спосіб виготовлення випромінювача у вигляді полімерної плівки для рентгенофлуоресцентного аналізу водних розчинів, за яким вводять до водного розчину, що підлягає аналізу, зв'язуючий компонент - желатин, нагрівають розчин та формують випромінювач на гідрофобній поверхні, який відрізняється тим, що до водного розчину, що підлягає аналізу, поряд із зв'язуючим компонентом додатково додають пластифікатор – гліцерин або етиленгліколь, при співвідношенні компонентів, мас.ч.: зв'язуючий компонент - 0,025 - 0,05 желатин пластифікатор - гліцерин 0,01 - 0,03 або етиленгліколь водний розчин 1,0, отриману суміш випаровують при температурі від 35 до 50°С протягом часу, необхідного для повного випарювання. Припущений винахід відноситься до аналітичної хімії, а саме, до способів отримання плівкових випромінювачів під час підготовки проб для рентгенофлуоресцентного аналізу(РФлА), а також може бути використаний для аналізу водних розчинів. Найбільш прийнятними для РФлА є випромінювачі з тонким поглинаючим шаром, оскільки в цьому випадку за рахунок незначного поглинаючого ефекту матриці досягається найменша похибка отриманих результатів. Відомий спосіб виготовлення випромінювачів для рентгенофлуоресцентного аналізу у вигляді тонкої плівки. Спосіб полягає у попередньому переведенні елементів, що підлягають визначенню, в металоорганічні сполуки у фазу хлороформа. Окремо готують хлороформний розчин хлорину. Після випарювання розчинника на утворену хлоринову плівку наносять розчин металоорганічної сполуки у хлороформі, який попередньо випарюють до об'єму кільця-форми. Повне випарювання розчинника проводять дуттям теплого повітря. Утворену хлоринову плівку, в якій зосереджено елементи, що визначають, з кільцем знімають з майларової плівки та одержують готовий для аналізу зразок у вигляді полімерної плівки. [A. c. СРСР 1485061, кл. G 01 N 1/28] Відомий також спосіб виготовлення випромінювача до РФлА у вигляді плівкового випромінювача. Він полягає у попередньому отриманні орагнічного екстракту металоорганічних сполук з подальшим розчиненням у ньому полімеру і випарювання розчинника. [Заявка №2001107360 України, кл. G 01 N 23/223, рішення про видачу деклараційного патента від 23.05.2002]. Недоліками цих способів є непридатність для аналізу водних розчинів, а у випадку використання хлорину ще й трудомісткість, що зумовлена необхідністю кожний раз попередньо готувати кювету для формування випромінювача та неможливість визначення в пробі хлору у зв'язку з тим, що він міститься у самому полімері. Відомий спосіб виготовлення випромінювача для РФлА водних розчинів у вигляді плівкового (19) UA (11) 55995 (13) (21) 2002086699 (22) 13.08.2002 (24) 15.03.2006 (46) 15.03.2006, Бюл. № 3, 2006 р. (72) Експеріандова Людмила Петрівна, Щербаков Іліас Бен-Хамудович, Бланк Аврам Борисович (73) ІНСТИТУТ МОНОКРИСТАЛІВ НАУКОВОТЕХНОЛОГІЧНОГО КОНЦЕРНУ "ІНСТИТУТ МОНОКРИСТАЛІВ" НАЦІОНАЛЬНОЇ АКАДЕМІЇ НАУК УКРАЇНИ (56) Rothe G., Koster-Pflugmacher A. Die Gelatine Method eine neue Probenvorbereitunsart fur die Rontgenfluorescenzspektroskopie //Z. analyt. ehem. 1964. - Bd. 201. - S. 241 - 245 SU 998911, 23.02.1983 RU 2105283, 20.02.1998 DE 2153758, 03.05.1973 BG 28362, 25.04.1980 C2 1 3 55995 4 випромінювача на основі карбоксиметилцелюлози. нтів відповідно 1:(0,025 - 0,05):(0,01 - 0,03), отриЗа цим способом кожний раз готують спеціальну ману суміш випарюють при температурі 35 - 50°С з кювету шляхом приклеювання на предметне скло часом, необхідним для повного випарювання розплівки за допомогою спиртового розчину гліцеричинника. ну(1:9), до якої далі приклеюють кільце з органічДодавання пластифікатора до розчину, що піного скла за допомогою розтопленого парафіну, длягає аналізу, із зв'язуючим компонентом за придалі дно отриманої кювети протирають спиртовим ведених співвідношень, як свідчать експериментарозчином гліцерину(1:9). Після цього з проби, яку льні дані, забезпечує можливість отримання тонкої аналізують, готують розчин карбоксиметилцелюплівки з якісною(дзеркальною) робочою поверхлози з додаванням кислоти, нагрівають до 50 нею, що сприяє покращенню точності отримуваних 60°С. Отриманий розчин проби з карбоксиметилрезультатів. целюлозою переводять у попередньо підготовлену Поєднання пластифікатора із зв'язуючим комкювету та висушують. Такий спосіб вимагає попепонентом у водному розчині забезпечує гарні реореднього виготовлення кювети для кожної проби, логічні характеристики випромінювача(міцність та багатьох реагентів, він трудомісткий та дуже триеластичність), рівномірний розподіл компонентів валий. [Волков В. Ф., Семенова Е. В., Герасимов проби по об'єму випромінювача. С. А., Синицын В. Н. Метод приготовления проб в Вирішення задачі забезпечується тільки в мерентгенофлуоресцентном анализе воды // Завод. жах параметрів, які заявлені. При кількості зв'язулаб. - 1998. - т.54, №12. - С. 46 - 49]. ючого компонента у співвідношенні більше 0,05 Найбільш близким до запропонованого спосоплівка дуже товста; при кількості менше 0,025 бу є спосіб виготовлення випромінювача у вигляді зв'язуючого компонента недостатньо для утворенполімерної плівки для рентгенофлуоресцентного ня суцільної плівки. При кількості пластифікатора у аналізу водних розчинів. Спосіб полягає у тому, співвідношенні більше 0,03 плівка товста, волога, що попередньо готують 20 - 30% розчин желатину, слизька, з крапельками всередині; при кількості який далі фільтрують, та 0.5% розчин саліцилової менше 0,01 - плівка крихка, нееластична, з незакислоти. Гарячий розчин желатину залишають на довільною поверхнею. При температури випарютиждень і він застигає. Готують кювету шляхом вання більше 50°С утворюється поверхня з каверприкріплення полівінілхлоридного кільця до майнами, при температурі випарювання менше 35°С ларової плівки. До розчину, що аналізується, доутворюється гель желатину, що унеможливлює дають розтоплений на водяній бані розчин желапроцес випарювання з утворенням тонкої плівки. У тину до концентрації останнього приблизно 10%. таблиці наведені приклади реалізації способу за Суміш перемішують і в гарячому вигляді заливарізного вмісту компонентів. ють у кювету та висушують до твердої плівки у Запропонований спосіб реалізується наступсушильній шафі або у вакуумному ексикаторі. Виним чином. До підготовленого водного розчину готовлений випромінювач кладуть у проботримач масою 2г, що містить елементи, які підлягають спектрометра та проводять рентгенівські вимірювизначенню, додають та розчиняють 0,1г зв'язуювання. [Rothe G., Köster-Pflugmacher A. Die Gelatiчого компоненту(желатин) та 0,042г(чи 50мкл) гліne Method eine neue Probenvorbereitunsart für die церину або 0,056(чи 50мкл) етиленглікоRöntgenfluorescenzspektroskopie //Z. analyt. ehem. лю(співвідношення компонентів 1:0,05:0,02 1964. - Bd. 201. - S. 241 - 245]. відповідно). Отриманий розчин переводять у фтоНедоліками цього способу є трудомісткість, що ропластову кювету, яка за розмірами відповідає зумовлена необхідністю кожний раз попередньо проботримачу рентгенівського спектрометготувати кювету, розчини желатину та саліцилової ра(діаметр 20мм, глибина 6мм) і випарюють при кислоти; складність у виконанні, оскільки спосіб 40°С з часом, необхідним для повного випарюванвимагає використання водяної бані, вакуумного ня розчинника. Виготовлений випромінювач вийексикатора; незадовільна якість робочої поверхні; мають з кювети, рівняють ножицями края, кладуть нерівномірна товщина плівки за радіусом, що зуу проботримач спектрометра та проводять рентгемовлює нерівномірний розподіл компонентів у винівські вимірювання. промінювачі по об'єму. Нижче винахід ілюструється прикладами. В основу винаходу поставлена задача розроПриклад 1 бити спосіб виготовлення випромінювача у вигляді Відбирають 2мл водопровідної води, що підляполімерної плівки для рентгенофлуоресцентного гає аналізу, для виготовлення полімерної плівки. аналізу водних розчинів, який дозволив би спросДля цього до відібраного об'єму додають і розчитити процедуру пробопідготовки для РФлА водних няють 0,1 желатину та 0,042г гліцерирозчинів, поліпшити якість робочої поверхні, розну(співвідношення компонентів 1:0,05:0,02 відповіширити можливість використання випромінювачів. дно). Отриманий водний розчин повністю Вирішення поставленої задачі забезпечується переводять у фторопластову кювету, що за своїми тим, що у способі виготовлення випромінювача у розмірами(діаметр 20мм, глибина 6мм) відповідає вигляді полімерної плівки для рентгенофлуореспроботримачу рентгенівського спектрометра, яку центного аналізу водних розчинів, який вимагає поміщають до сушильної шафи. Повне випарювведення до розчину, що підлягає аналізу, зв'язування розчинника проводять при температурі ючого компонента, нагрівання розчину та форму40°С, отриманий плівковий випромінювач виймавання випромінювача на гідрофобній поверхні, ють з кювети, края рівняють ножицями, кладуть у згідно винаходу, у розчин, що підлягає аналізу, проботримач спектрометру та вимірюють інтенсипоряд із зв'язуючим компонентом додатково довність характеристичного рентгенівського випромідають пластифікатор при співвідношенні компоненювання на портативному спектрометрі СПАРК-1. 5 55995 6 Відносне стандартне відхилення, що характеризує це та висушують до твердої плівки у сушильній випадкову похибку, дорівнює 0,02 - 0,07(для коншафі при температурі 80°С або у вакуумному екцентрацій міді 0,02 - 0,4мг/л). сикаторі з кімнатної температури. Виготовлений Приклад 2 випромінювач поміщають у проботримач спектроВідбирають 2мл стічної води підприємства мометру і проводять рентгенівські вимірювання. нокристалів броміду калію і далі діють так, як опиВипромінювач, який був отриманий за протосано в прикладі 1. Вимірюють інтенсивність характипом не мав дзеркальної поверхні у випадку витеристичного рентгенівського випромінювання користання сушильної шафи та мав нерівномірну брому на портативному рентгенівському спектротовщину плівки за радіусом, що зумовило нерівметрі СПАРК-1. Відносне стандартне відхилення, номірний розподіл компонентів по об'єму, у випадщо характеризує випадкову похибку, дорівнює 0,03 ку вакуумного ексикатора, погано відділявся від - 0,09(для концентрацій брому 0,05 - 0,6мг/л). майларової плівки, був крихким, що робило його Приклад 3 дуже незручним для застосування. Для багатораПитну воду, яка містить елементи, що підлязового використання такий випромінювач виявився гають визначенню, концентрують відомим спосонепридатним. Відносне стандартне відхилення, що бом, який дозволяє отримувати водні концентрати. характеризує випадкову похибку, дорівнювало Відбирають 2мл такого концентрату, до якого до0,08 - 0,25. дають та розчиняють 0,75 желатину та 0,056г етиВипромінювач, виготовлений за запропоноваленгліколю(співвідношення компонентів ним способом, має дзеркальну й рівну поверхню, 1:0,04:0,03 відповідно) і отримують полімерну плірівномірну товщину за радіусом, був міцним та вку так, як описано в прикладі 1. Отриманий виеластичним, придатним для багаторазового викопромінювач у вигляді плівки кладуть у проботриристання. мач спектрометру VRA-30 і вимірюють При виготовлені випромінювача за прототипом інтенсивність характеристичного рентгенівського необхідно було кожний раз готувати розчини реавипромінювання. гентів та кювету, а у запропонованому способі неДля виявлення переваг запропонованого спообхідність у попередньому виготовлені кювети або собу проводили порівняння умов виготовлення розчинів реагентів, у використанні водяної бані та плівкового випромінювача, отриманого за даним вакуумного ексикатора відсутня, що значно спросспособом та за прототипом. Випробування за затило процедуру пробопідготовки. пропонованим способом проводили аналогічно Використання гліцерину або етиленгліколю на описаному вище. Випробування за прототипом відміну від саліцилової кислоти дозволило значно проводили наступним чином. підвищити реологічні характеристики випромінюПопередньо готують 30% розчин желатину, вачів та забезпечити їх багаторазове використанякий профільтрують та залишають на тиждень, та ня. 0,5% розчин саліцилової кислоти. На майларовій З таблиці та прикладів 1 - 3 видно, що виріплівці закріплюють полівінілхлоридне кільце. До шення задачі забезпечується тільки в межах паводного розчину, що підлягає аналізу, додають раметрів, які заявлені. гарячий розчин желатину, розтоплений на водяній Використання запропонованого способу добані, та саліцилову кислоту таким чином, щоб зволило вирішити ряд аналітичних задач, які пракутворився розчин з масовою часткою желатину тично неможливо вирішити іншими способами. 10%. Суміш у гарячому вигляді переводять у кільТаблиця № п/п 1 2 3 4 5 6 7 розчин проби 1 1 1 1 1 1 1 Компонент зв'язуючий компонент 0,025 0,03 0,05 0,01 0,03 0,05 0,07 Комп’ютерна верстка М. Клюкін пластифікатор Характеристика випромінювача 0,01 0,02 0,03 0,05 0,05 0,005 0,02 плівка тонка, міцна, еластична плівка тонка, міцна, еластична плівка тонка, міцна, еластична плівка несуцільна, з дірками плівка слизька, з крапельками всередині плівка товста, крихка плівка дуже товста, нееластична Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601