Апяри Владимир Владимирович. Новые подходы в анализе методами оптической молекулярной абсорбционной спектроскопии с использованием гетерогенных аналитических систем

Краткое описание

Апяри Владимир Владимирович. Новые подходы в анализе методами оптической молекулярной абсорбционной спектроскопии с использованием гетерогенных аналитических систем: диссертация ... доктора Химических наук: 02.00.02 / Апяри Владимир Владимирович;[Место защиты: ФГБОУ ВО Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова], 2016

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
имени М.В. ЛОМОНОСОВА
Химический факультет
На правах рукописи
Апяри Владимир Владимирович
НОВЫЕ ПОДХОДЫ В АНАЛИЗЕ МЕТОДАМИ ОПТИЧЕСКОЙ
МОЛЕКУЛЯРНОЙ АБСОРБЦИОННОЙ СПЕКТРОСКОПИИ
С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ГЕТЕРОГЕННЫХ АНАЛИТИЧЕСКИХ СИСТЕМ
02.00.02 - Аналитическая химия
Диссертация на соискание ученой степени
доктора химических наук
Научный консультант: д.х.н., проф. Дмитриенко С.Г.
Москва - 2016

ВВЕДЕНИЕ 8
ГЛАВА 1. Объекты исследования, реагенты, аппаратура и техника эксперимента 16
1.1. Объекты исследования и реагенты 16
1.2. Методики синтеза наночастиц 23
1.3. Аппаратура 24
1.4. Техника эксперимента 25
ГЛАВА 2. Хромогенные химические реакции концевых групп пенополиуретана: изучение и аналитическое применение в спектроскопии диффузного отражения 28
2.1. Общие сведения о пенополиуретанах 28
2.2. Взаимодействие пенополиуретана с нитрит-ионами 40
2.3. Взаимодействие пенополиуретана с диазотированными
ароматическими аминами 51
2.4. Взаимодействие пенополиуретана с ароматическими
альдегидами 57
2.5. Аналитическое применение реакций с участием
пенополиуретана 74
ГЛАВА 3. Химические реакции концевых групп пенополиуретана как подход к получению новых твердофазных аналитических реагентов. Диазотированный пенополиуретан 85
3.1. Общие сведения о реакциях азосочетания и их применении в
аналитической химии 86
3.2. Исследование реакций азосочетания диазотированного
пенополиуретана с органическими соединениями различных классов 96
3.3. Применение реакций азосочетания диазотированного
пенополиуретана для определения органических соединений 119
3.4. Применение реакций азосочетания диазотированного
пенополиуретана для определения нитрит-ионов 129
ГЛАВА 4. Новые подходы к использованию наночастиц золота и серебра в оптической молекулярной абсорбционной спектроскопии 136
4.1. Общие сведения о методах синтеза и использовании наночастиц
золота и серебра в спектрофотометрии 137
4.2. Формирование наночастиц как подход в задачах определения
органических соединений-восстановителей 174
4.3. Синтез и характеристики наночастиц золота и серебра 184
4.4. Синтез и характеристики нанокомпозитных материалов на
основе пенополиуретана и наночастиц золота и серебра 192
4.5. Исследование агрегации наночастиц золота в растворе и на
пенополиуретане под воздействием органических соединений и анионов 202
4.6. Применение агрегации наночастиц золота для определения
органических соединений и неорганических анионов 223
ГЛАВА 5. Новые варианты сочетания сорбционного концентрирования органических соединений с их последующим определением методами оптической молекулярной абсорбционной спектроскопии 236
5.1. Определение органических соединений по собственному
поглощению в фазе сорбента методом спектроскопии диффузного отражения 236
5.2. Определение анилина и 1-нафтиламина в виде 4-
нитрофенилазопроизводных и оснований Шиффа с применением пенополиуретана и спектроскопии диффузного отражения 250
5.3. Определение суммарного содержания органических соединений
методами оптической молекулярной абсорбционной спектроскопии после их группового концентрирования на полимерных сорбентах 276
ГЛАВА 6. Использование бытовых цветорегистрирующих устройств в цветометрических и твердофазно-спектроскопических методах анализа 294
6.1. Общие сведения об использовании устройств цифровой
регистрации изображений в аналитической химии 294
6.2. Использование офисного сканера и цифрового фотоаппарата для
цветометрических измерений в целях химического анализа 309
6.3. Использование мини-спектрофотометров - калибраторов
мониторов для регистрации спектров диффузного отражения при твердофазно-спектроскопическом определении соединений 325
ВЫВОДЫ 335
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 337
ЛИТЕРАТУРА 339

Список литературы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В диссертации обсуждены новые подходы в анализе методами оптической молекулярной абсорбционной спектроскопии с использованием гетерогенных аналитических систем.
Методы оптической молекулярной абсорбционной спектроскопии и сегодня остаются одними из самых широко распространенных и востребованных благодаря их простоте и доступности в аппаратурном плане, а также с точки зрения легкости реализации процедуры анализа. С учетом постоянно растущего объема выполняемых анализов, потребность в расширении сфер применения таких методов будет стоять весьма остро и в будущем.
Использование гетерогенных аналитических систем, включающих
сорбционные, экстракционные, наносистемы и другие, является перспективным путем развития анализа методами оптической молекулярной абсорбционной спектроскопии, предоставляя широкий перечень возможностей управления аналитическими характеритисками методик и делая анализ более гибким в решении конкретных задач.
На наш взгляд, к основным направлениям дальнейшего развития анализа методами оптической молекулярной абсорбционной спектроскопии можно отнести: разработку путей повышения чувствительности и селективности
определения, в том числе синтез новых чувствительных и/или селективных аналитических реагентов, включая новые наносистемы; расширение приборной базы и миниатюризация спектрофотометрического оборудования путем создания новых портативных устройств; внедрение в практику химического анализа современных бытовых цветорегистрирующих устройств, таких как цифровые фотоаппараты, сотовые телефоны, смартфоны, планшеты и др.; адаптация спектрофотометрических методик к решению задач быстрого предварительного скрининга большого числа проб с целью выбора из них тех, которые будут подвергнуты более детальному химическому анализу.
Благодарности
Автор выражает искреннюю благодарность профессору С.Г. Дмитриенко и академику Ю.А. Золотову, к чьей школе относится, за постоянное внимание и всестороннее содействие работе; сотрудникам Химического факультета МГУ: д.х.н. Т.И. Тихомировой, Г.Р. Рамазановой, к.х.н. Е.В. Кочук, В.В. Толмачевой, совместно с которыми проводились отдельные исследования, к.х.н. А.Ю. Оленину за предоставленные образцы наночастиц серебра, к.х.н. Е.Н. Шаповаловой и А.Н. Иоутси за предоставленные образцы 6,6-ионена, д.х.н. М.А. Проскурнину, к.х.н. Т.О. Самариной, к.х.н. А.Ф. Прохоровой, д.х.н. П.А. Чернавскому, к.х.н. Г.В. Панкиной за помощь в проведении отдельных физико-химических и аналитических измерений, д.х.н. А.В. Кнотько, к.х.н. С.С. Абрамчуку и к.х.н. А.В. Гаршеву за помощь в проведении электронно-микроскопических
исследований; в.н.с. ИОНХ РАН д.х.н. В.М. Островской за синтезированный и предоставленный реагент ГБТГХ, д.х.н. А.А. Карякину и сотруднику НИИ пульмонологии д.м.н. Э.Х. Анаеву за предоставленные образцы конденсата выдыхаемого воздуха; аспирантам Химического факультета МГУ: В.В. Архиповой, Е.А. Терентьевой, М.В. Горбуновой, и студентам 2 - 5 курса, которые участвовали в проведении экспериментов; родным и близким за всестороннюю поддержку, сделавшую реализацию задуманного возможным. Работа выполнена с использованием оборудования, приобретенного за счет средств Программы развития Московского университета и при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований и Российского научного фонда.