Спосіб виготовлення випромінювача у вигляді полімерної плівки для рентгенофлуоресцентного аналізу органічних екстрактів

Спосіб виготовлення випромінювача у вигляді полімерної плівки для рентгенофлуоресцентного аналізу органічних екстрактів, що включає отри мання хлороформного екстракту з проби, яка аналізується, розчинення в отриманому екстракті полімеру и формування з нього випромінювача певної форми випарюванням розчинника, який відрізняється тим, що як полімер використовують блок-сополімер полісилоксану та полікарбонату (карбосил-70) і випромінювач формують у фторопластовій кюветі спочатку мимовільним випарюванням розчинника до об'єму, що не перевищує 2 мл, а потім в атмосфері хлороформної пари в закритому об'ємі протягом часу, який необхідний для отримання випромінювача у вигляді рівної полімерної плівки Припущений винахід відноситься до аналітичної хімії, а саме, до способів отримання плівкових випромінювачів під час підготовки проб до рентгенофлуоресцентного аналізу (РФЛА) та може бути використаний для аналізу органічних екстрактів Відомий спосіб підготовки проб до РФЛА у вигляді плівкового випромінювача виготовленого нанесенням 0,02% розчину полікарбонату в діхлорметані на тонкий шар активованого вуглецю з адсорбованими на ньому домішками та наступного висушування отриманої суспензії [Iwatsuki M , Kyotam Т, Koshimizu S A simple preparation method of thin-layer standard samples with activated carbon for the multielement determination of airborne particulate matter by X-ray spectrometry // Anal Sci — 1997 — V 13, N 5 — P 807 - 813, Kyotam Tomohiro, Iwatsuki Masaaki Multi-element analysis of environmental samples by X-ray fluorescence spectrometry using a simple thin-layer sample preparation technique // Analyst — 1998 — V 123, N 9 — P 1813-1816] O B Гайдаренко, А С Соловьев, В И Чернышов] Випромінювачі, що виготовлені цими способами, мають низьку якість робочої поверхні і нерівномірне розподілення домішок, що призводить до великих похибок аналізу Є спосіб виготовлення твердого плівкового випромінювача для РФЛА, який полягає в додаванні до розчину, що аналізується, стільки попередньо виготовленого, а потім розтопленого на водяній бані 30% розчину (з додаванням консерванту саліцилової кислоти) желатину, щоб його концентрація в остаточному розчині була 10% Суміш заливають у спеціальне полівшілхлоридне кільце та висушують у вакуумному ексикаторі Цей спосіб трудомісткий, вимагає спеціального ексикатора, випромінювачі, виготовлені за цим способом, мають форму та якість робочої поверхні, що не відтворюється Головним недоліком є придатність таких випромінювачів для РФЛА тільки для водних розчинів [Rothe G , Koster P , Sfugmacher A Die Gelatine - Method eme newe ProbenvorbereitungSart fur die Rontgenfluorescenzspektroskopic // Z analyt chem —1964 — В 201 — S 241 -245] Відомий також спосіб підготовки рідких проб до РФЛА у вигляді тонкої плівки Спосіб полягає у тому, що рідку пробу розташовують на ПІДЛОЖЦІ, на робочу поверхню якої попередньо нанесений гелеобразний носій, потім пробу висушують та проводять аналіз [Пат РФ 2105283, МКИ G 01 N 1/28, Бюл № 5, 1998 Способ подготовки проб для рентгеноспектрального флуоресцентного анализа Відомий також спосіб приготування випромінювачів для РФЛА води виготовленням плівок на основі карбоксіметилцелюлози Згідно цього способу, кожний раз готують спеціальну кювету для отримання плівкового випромінювача на предметне скло приклеюють поліетиленову плівку за до ю C O 49315 помогою спиртового розчину гліцерину (1 9), потім до полівки приклеюють кільце з органічного скла за допомогою розтопленого парафіну, дно отриманої таким чином кювети витирають спиртовим розчином гліцерину (1 9) Після ЦЬОГО на основі проби, що підлягає аналізу, готують розчин карбоксіметилцеллюлози з домішкою кислоти, нагрівають до 50 - 60°С Отриманий розчин проби з карбоксіметил целюлозою переливають у підготовлену кювету та висушують Такий спосіб не дозволяє готувати плівки на основі органічних екстрактів (розчинників), він трудомісткий та досить тривалий [Волков В Ф , Семенова Е В , Герасимов С А , Синицын В Н Метод приготовления проб в рентгенофлуоресцентном анализе воды // Завод лаб —1988 — Т 54, №12 — С 4 6 - 4 8 ] Таким чином недоліками вище згаданих способів є висока трудомісткість та складність процедури приготування плівкових випромінювачів, низька якість робочої поверхні плівки, а також у ряді випадків, неможливість проведення РФЛА органічних екстрактів Найбільш близьким до запропонованого способу є спосіб підготовки проби до РФЛА у вигляді тонкої плівки Спосіб полягає в тому, що пробу матеріалу, що досліджується, руйнують відомим способом Після ЦЬОГО елементи, що підлягають визначенню, переводять в металоорганічні сполуки, наприклад, дитизонати, у фазу хлороформа Окремо готують хлороформний розчин хлорину Після випарювання розчинника на дні кільця-форми утворюється хлоринова плівка На хлоринову плівку в кільці-формі наливають хлороформний розчин металоорганічної сполуки, який перед цим випарюють до об'єму, що не перевищує об'єму кільця-форми Розчинник випарюють дуттям теплого повітря В результаті на дні кільця-форми отримується хлоринова плівка, в якій осаджені елементи, що підлягають визначенню Після цього кільце знімають з майларової плівки і одержують готовий для аналізу зразок у вигляді полімерної плівки Виготовлений випромінювач вкладають в проботримач спектрометра та проводять рентгенівські виміри [А с СССР 1485061 СССР, МКИ G 01 N 1/28, Бюл № 21, 1989 Способ подготовки образцов в виде полимерных пленок для анализа спектральными методами А Г Ревенко, С А Володин, А И Уваров] Описаний спосіб вибраний прототипом Недоліками цього способу є трудомісткість, що зумовлена необхідністю кожний раз попередньо готувати кювету для формування випромінювача, нерівномірне розподілення компонентів у випромінювачі по об'єму, так як компоненти зосереджені на поверхні хлоринової плівки, відносно низька термостабільність отриманої плівки, неможливість визначення в пробі, що підлягає аналізу, хлору, з причин того, що він у великій КІЛЬКОСТІ є у самому полімері В основу винаходу поставлена задача розробити спосіб виготовлення з органічного екстракту полімерного плівкового випромінювача, який дозволив би поліпшити якість робочої поверхні та рівномірність розподілення домішок, спростити процедуру пробопідготовки, підвищити термоста більність випромінювача, а також розширити можливість використання випромінювачів Вирішення поставленого завдання забезпечується тим, що у відомому способі отримання випромінювачів для РФЛА, що включає отримання хлороформного екстракту з проби, що підлягає аналізу, розчинення отриманого екстракту в полімері та формуванні з нього випромінювача певної форми випарюванням розчинника, згідно винаходу, в якості полімеру використовують блок-сополімер полісилоксану та полікарбонату (карбосил-70) і випромінювач формують у фторопластовій кюветі спочатку мимовільним випарюванням розчинника до об'єму, що не перевищує 2мл, а потім в середовищі хлороформного пару в закритій чашці Петрі з перебігом часу, необхідного для утворення випромінювача у вигляді рівної полімерної плівки Використання блок-сополімеру полісилоксану та полікарбонату як полівкоотримувача в поєднанні з розробленим режимом формування випромінювача в парах хлороформу в чашці Петрі дозволило значно поліпшити фізико-хімічні властивості випромінювача та розширити можливості аналізу на ІНШІ об'єкти Запропонований спосіб полягає в тому, що готують органічний екстракт, який містить карбамінатні комплекси елементів, що підлягають визначенню в хлороформі, додають 0,1г блоксополімеру полісилоксану та полікарбонату Отриманий розчин переводять по порціям у фторопластову кювету, яка відповідає за розмірами проботримачу рентгенівського спектрометру (діаметр 20мм, глибина 6мм) Після мимовільного випарювання при кімнатній температурі більшої частини хлороформу, кювету ставлять у чашку Петрі, закривають кришкою і залишають до повного випарювання розчинника Виготовлений випромінювач вкладають в проботримач спектрометру та проводять рентгенівські вимірювання Нижче винахід ілюструється прикладами Приклад 1 В ділильну лійку наливають 500мл стічної води, що підлягає аналізу, підприємства монокристалів селеніда цинка, яку насичують хлороформом, потім додають 20мл 10%-ного розчину діетилдітюкарбаміната натрію, 42мл концентрованої хлороводневої кислоти і 5мл хлороформу Проводять екстракцію протягом 5 хвилин, операцію проводять ще раз з 2мл хлороформа протягом 3 хвилин Екстракти об'єднують та використовують для виготовлення полімерних плівок Для цього в об'єднаний екстракт додають 0,1г полімеру карбосил70 (блок-сополімеру полісилоксану та полікарбонату) Отриманий хлороформний розчин переводять по порціям у фторопластову кювету Після мимовільного випарювання при кімнатній температурі більшої частини хлороформу, кювету ставлять у чашку Петрі з кількома краплями хлороформу на дні, закривають кришкою і залишають до повного випарювання розчинника Отриманий плівковий випромінювач виймають з кювети, края рівняють ножицями, вкладають в проботримач спектрометру і міряють інтенсивність характеристичного рентгенівського випромінювання на портативному спектрометрі СПАРК-1 Відносне станда 49315 ртне відхилення, що хараісгеризує випадкову похибку, рівняється 0,04 - 0,1 (для концентрацій селену 0,02 - 0,15мг/л) Приклад 2 В ділильну лійку наливають 500мл досліджуваного розчину, який складається з бідистильованоі води і 0,15мл 1мг/л стандартного розчину арсену, насичують воду хлороформом, додають 20мл 10%-ного розчину діетилдітюкарбамшата натрію, далі діють як описано в прикладі 1 Вимірюють інтенсивність рентгенівського випромінювання на портативному рентгенівському спектрометрі СПАРК-1 Відносне стандартне відхилення, що характеризує випадкову похибку, рівняється 0,04 - 0,15 (для концентрацій арсену 0,04- 0,Змг/л) Приклад З Стічну воду, що підлягає аналізу і містить перхлорат-юни, об'ємом « 30мл виливають в ділильну лійку Після ЦЬОГО В ділильну лійку додають 5мл 20%-ного розчину броміда титану, 2мл 5%-ного розчину сіркуватокислого натрію, 5мл 5%-ного розчину діантипірилметану в хлороводневій кислоті і екстрагують комплекс, що одержується, двома порціями по 10мл хлороформа В об'єднаний екстракт додають 0,1г полімеру карбосил-70 і отримують полімерну плівку так, як описано в прикладі 1 Отриманий випромінювач у вигляді плівки вкладають в проботримач спектрометра і вимірюють інтенсивність характеристичного рентгенівського випромінювання за допомогою спектрометра VRA-30 Для виявлення переваг запропонованого способу проводили порівняння умов виготовлення плівкового випромінювача, отриманого за даним способом та за прототипом Випробування по запропонованому способу проводили аналогічно описаному вище Випробування за прототипом проводили так У центр майларової плівки, наклеєної на металеве кільце (ЗОВНІШНІМ діаметром 50мм і внутрішнім 40мм, товщиною « 1мм), кладуть алюмінієве кільце-форму (діаметр 20мм, висота 7мм, товщина стінок « 2мм), наливають в нього 0,1см3 хлороформного розчину (10мг/л) хлорину і дають випаритися розчиннику при кімнатній температурі Заздалегідь упарений до « 1см3 об'єднаний хлороформний екстракт дитизонатів металів, що аналізується, після охолодження виливають в кільце-форму і випарюють розчинник обдувом теплого повітря від теп л оел е ктро вентилятора Виготовлений випромінювач поміщають в проботримач спектрометра і проводять рентгенівські вимірювання Випромінювач, який був отриманий за прототипом, не мав дзеркальної поверхні, а в середині плівки були ПОМІТНІ невеликі нерівності Відносне стандартне відхилення, що характеризує якість робочої поверхні S r = 0,09 - 0,3 Випромінювач, виготовлений по запропонованому способу, мав дзеркальну і рівну поверхню Відносне стандартне відхилення Sr = 0,04 - 0,15 Таке поліпшення якості робочої поверхні випромінювача забезпечується процедурою випарювання хлороформу в чашці Петрі з часом, який необхідний для повного випарювання хлороформу з плівки Виготовлення випромінювача по запропонованому способу порівняно зі способом прототипом дозволяє отримати більш рівномірне розподілення домішок по об'єму випромінювача, яке забезпечується механічним перемішуванням розчину з часом розчинення полімеру карбосил-70 в хлороформному екстракті, а також більш рівною поверхнею випромінювача При виготовленні випромінювачей за прототипом необхідно було кожний раз попередньо готувати кювету (майларову підложку приклеювали до кільця-форми за допомогою хлороформного розчину хлорина), а також випарювали хлороформ обдувом теплого повітря з теплоелектровентилятора, а в запропонованому способі використовуються фторопластові кювети багаторазового використання і випарювання хлороформа проводять мимовільно при температурі кімнати Таким чином відпала необхідність попереднього виготовлення кювети для приготування плівки і використання те пл оел є ктро вентилятора, що значно спростило процес Використання полімеру карбосил-70 в якості плівкоотримувача підвищило термостабільність плівки Так температура руйнування хлорину становить 140 - 145°С [Е А Брацыхин Технология пластических масс — Л Госхимиздат, 1963 — С 132 ], а температура руйнування карбосилу-70 становить 280 - 300°С [Райгородский И М , Рабкин В С , Киреев В В Полиоргано-полисилоксановые сополимеры // Высокомол соед — 1995 — Сер А, Т 37, № 3 — С 445 - 469 ] Крім того, оскільки в хлорині міститься 63 64% хлору, то, по-перше, це негативно впливає на товщину насиченого шару (зменшує його) з причини великого поглинання рентгенівського випромінювання хлором, наприклад, для свинцю d-гонк З х 10 3 см, по-друге, присутність хлору не дає можливість аналізувати об'єкти дослідження на вміст хлору Використання полімеру карбосил-70, дозволило виключити з процесу хлорин, що дало можливість готувати плівки, що відповідають критерію "тонких" (наприклад, для свинцю d-гонк = 1 х 10 2см), а також дозволило виміряти вміст хлору (у вигляді перхлорату) в пробах, що поширює можливість РФЛА Використання способу дозволило вирішити ряд аналітичних задач, які практично неможливо вирішити іншими способами Винахід використовується і надалі планується використовувати в НТК "Інститут монокристалів" НАН України в області пробопідготовки до рентгенофлуоресцентного аналізу 49315 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71