Изображение на обложке

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФОРМАЛЬДЕГИДА В ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ РАСТВОРАХ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИМИ СЕНСОРАМИ

A. A. Merenkova, K. V. Zhuzhukin, A. N. Zyablov, L. I. Belchinskaya

Аннотация


В работе для определения формальдегида в производственных растворах деревообрабатывающего комбината получены пьезоэлектрические сенсоры на основе полимера с молекулярными отпечатками (ПМО). Синтез проводили непосредственно на поверхности пьезоэлектрического сенсора. В процессе двухступенчатой термоимидизации полученной предполимеризационной смеси образовывался полиимид с молекулярными отпечатками формальдегида. Для анализа надсмольной части стоков деревообрабатывающего предприятия ООО «Графская кухня» (г. Воронеж), полученных при сухой перегонке древесины, использовали метод градуировочного графика, имеющий линейную зависимость, коэффициент детерминации R2= 0.97. Предел обнаружения пьезосенсора составил 0.6∙10–4 моль/дм3, диапазон определяемых концентраций 1.0 – 10–4 моль/дм3. Сравнение пьезоэлектрических сенсоров на основе полимера без отпечатков и на основе полимера с отпечатками формальдегида показал высокую избирательность последнего к целевой молекуле. Рассчитанный импринтинг-фактор составил 28.3, коэффициент селективности по отношению к фенолу – 0.05, что свидетельствует о избирательности модифицированного сенсора к формальдегиду. Проверку правильности определения формальдегида в модельных и производственных растворах проводили с помощью метода «введено-найдено». Установлено, что сенсор на основе ПМО чувствителен к формальдегиду, относительное стандартное отклонение не превышает 2.0 %. Для оценки влияния матрицы объекта (формальдегида) на величину резонансной частоты применяли метод добавок. Было установлено, что матрица не влияет на величину аналитического сигнала, относительное стандартное отклонение равно 2.8 %. Для повторного анализа пьезоэлектрические сенсоры подвергались регенерации в сушильном шкафу при 50 ⁰С. Предложенный способ определения концентрации формальдегида с помощью ПМО-сенсора позволяет контролировать содержание токсиканта в производственных растворах.

Ключевые слова: полимеры с молекулярными отпечатками, полиамидокислота, полиимид, формальдегид, пьезосенсоры

DOI: http://dx.doi.org/10.15826/analitika.2021.25.2.003


Полный текст:

PDF (Russian)

Литература


REFERENCES

WHO Rukovodstvo po kachestvu vozdukha v pomeshcheniiakh: izbrannye zagriazniaiushchie veshchestva [Guidelines for Indoor Air Quality: Selected Pollutans]. Geneva: World Health Organization, 2011. 454 p.

Malysheva A.G. [Volatile organic compounds in the air of residential and public buildings]. Gigiena i sanitariia [Hygiene and sanitation], 1999, no.1, pp. 43-46 (in Russian).

GOST R 55227-2012 Voda. Metody opredeleniia soderzhaniia formaldegida [State Standart R 55227-2012. Water. Methods for determination of formaldehyde]. Moscow, Standartinform Publ., 2013. 20 p. (in Russian).

Habarov V.B. [Determination of formaldehyde, methanol, methylal in plywood, veneer and urea-formaldehyde resin by gas chromatography using a new headspace analysis device]. Analitika i kontrol’ [Analitics and control], 2013, vol. 17, no. 2, pp. 196-203 (in Russian).

Micheeva U.M., Zabrodina Z.A. [Photometric determination of formaldehyde in materials of household assignment] Byulleten’ meditsinskikh Internet-konferentsii [Bulletin of Medical Internet Conferences], 2011, vol. 1, no.1, pp. 34-37 (in Russian).

Zolotov I.A., Ivanov V.M., Amelin V.G. Khimicheskie test-metody analiza [Chemical analysis test methods]. Moscow, Editoral URSS Publ., 2002. 304 p. (in Russian).

Zimina T.M., Luchinin V.V. Ot sensorov k mikroanaliticheskim sistemam [From sensors to microanalytical systems]. Moscow, Tekhnosfera Publ., 2005. 302 p. (in Russian).

Zyablov A.N. [Analysis of the surface morphology of molecularly imprinted polymers]. Sorbtsionnye i khromatograficheskie protsessy [Sorption and chromatographic processes], 2008, vol.8, no.1, pp. 172-175 (in Russian).

Krivonosova I.A., Duvanova O.V., Zyablov A.N., Sokolova S.A., Diakonova O.V. [Determination of fatty acids in liquids piezoelectric sensors based on polymers with molecular imprints]. Butlerovskie soobshcheniya [Butlerov сommunications], 2015. vol. 42, no. 6. pp. 152-157 (in Russian).

Zyablov A.N., Kalach A.V., Zhibrova Yu.A., Selemenev V.F., D'yakonova O.V. Determination of glycine in aqueous solutions using a molecularly imprinted polymer-modified piezosensor. J. Anal. Chem., 2010, vol. 65, no. 1, pp. 91–93. DOI: 10.1134/S106193481001017X

Zyablov A.N., Monicheva T.S., Selemenev V.F. [Detection of amino acids in the "BCAA" preparation with piezoelectric sensors modified with polymers with molecular imprints]. Analitika i kontrol' [Analitics and control], 2012, vol. 16, no. 4, pp. 406-409 (in Russian).

Dazhi Chen, Yong J. Yuan. Thin-Film Sensors for Detection of Formaldehyde: A Review. IEEE Sensors Journal, 2015, vol. 15, no. 12, pp. 6749-6760. DOI: 10.1109/JSEN.2015.2457931

Po-Ren Chung, Chun-Ta Tzeng, Ming-Tsun Ke, Chia-Yen Lee. Formaldehyde Gas Sensors: A Review // Sensors, 2013, vol. 13, no. 4, pp. 4468-4484. DOI:10.3390/s130404468

Guilbault George G. Determination of Formaldehyde with the Enzyme-Coated Piezoelectric Crystal Detector. Anal. Chem., 1983, vol. 55, no. 11, pp. 1682-1684. DOI: 10.1021/ac00261a010

Fatibello-Filho O., Suleiiman Ahmad A., Guilbault Georgge G. Piezoelectric crystal sensor for the determination of formaldehyde in the air. Talanta, 1991, vol. 38, no. 5, pp. 541-545.

Liang Feng, Yongjun Liu, Xiaodong Zhou, Jiming Hu. The fabrication and characterization of a formaldehyde odor sensor using molecularly imprinted polymers. J. Colloid and Interface Science. 2005, vol. 284, no. 2, pp. 378-382. DOI: 10.1016/j.jcis.2004.10.054

Xiaohui Tang, Jean-Pierre Raskin, Driss Lahem, Arnaud Krumpmann, André Decroly, Marc Debliquy. A formaldehyde sensor based on molecularly-imprinted polymer on a TiO2 nanotube array. Sens. Actuators B Chem.. 2017, vol. 17, no. 14, pp. 675-689. DOI:10.3390/s17040675

Yumin Zhang, Jin Zhang, Qingju Liu. Gas sensors based on molecular imprinting technology. Sens. Actuators B Chem., 2017, vol. 17, no. 7, pp. 1567-1580. DOI:10.3390/s17071567

Formaldehyde and Cognition / Ed. by Rongqiao He. Netherlands, Springer Science+Business Media B.V., 2017. 323 p. DOI 10.1007/978-94-024-1177-5

Zyablov A.N., Nikitskaya L.M., Zhibrova Yu.A., Kalach A.V., Selemenev V.F. Piezosensor na osnove polimerov s molekulyarnym otpechatkom aminokislot [Piezosensor based on polymers with molecular imprint of amino acids]. Patent RF, no. 102264 U1, 2010 (in Russian).

Zyablov A.N., Duvanova O.V., Volodina L.B., Selemenev V.F., Diakonova O.V. Piezoelektricheskii sensor na osnove molekuliarno-imprintirovannogo polimera dlia opredeleniia oleinovoi kisloty [Piezoelectric sensor based on molecular imprinted polymer for determination of oleic acid]. Patent RF. no. 137946, 2014 (in Russian).

Duvanova O.V., Zyablov A.N., Falaleev A.V. [Flow-injection determination of oleic and palmitic acids by modified piezoelectric sensors]. Sorbtsionnye i khromatograficheskie protsessy [Sorption and chromatographic processes], 2014. vol. 14, no. 4, pp. 691-695 (in Russian).

Dvorkin B.I. Metrologiia i obespechenie kachestva kolichestvennogo khimicheskogo analiza [Metrology and quality assurance of quantitative chemical analysis]. Moscow, Khimiya Publ., 2001. 263 p. (in Russian).




DOI: https://doi.org/10.15826/analitika.2021.25.2.003

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.