×
09.06.2019
219.017.7d71

СОСТАВ МЕМБРАНЫ ИОНОСЕЛЕКТИВНОГО ЭЛЕКТРОДА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИОНОВ КАДМИЯ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области анализа ионного состава водных растворов и жидкостей и может быть использовано в изыскании материалов, стойких в сильнокислых растворах сложного состава с низким рН и высоким ионным фоном, предназначенных для использования в качестве чувствительных и стабильных элементов ионоселективных электродов для количественного определения концентрации ионов кадмия в водных растворах. К техническому результату изобретения относятся существенное повышение стабильности свойств мембраны, ее селективности (избирательности) к ионам кадмия в присутствии ионов некоторых металлов, в частности ионов натрия, а также коэффициента селективности к определяемым ионам кадмия в присутствии ионов щелочных металлов. Сущность изобретения: состав мембраны ионоселективного электрода для определения ионов кадмия, содержащий электродноактивный компонент (ЭАК), пластификатор, поливинилхлорид (ПВХ) и липофильную добавку, в качестве электродноактивного компонента (ЭАК) содержит диамид 2,2'-дипиридил-6,6-дикарбоновой кислоты и имеет следующее соотношение компонентов: электродноактивный компонент 1,0-5,0% (от массы смеси пластификатор+ПВХ); липофильная добавка 0,1-2,5% (от массы смеси пластификатор+ПВХ), пластификатор+поливинилхлорид (ПВХ) в соотношении 2:1 - до 100% общей массы мембраны. 13 з.п. ф-лы, 1 табл.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области анализа ионного состава водных растворов и жидкостей и может быть использовано в изыскании материалов, стойких в сильнокислых растворах сложного состава с низким рН и высоким ионным фоном, предназначенных для использования в качестве чувствительных и стабильных элементов ионоселективных электродов (химических сенсоров) для количественного определения концентрации ионов кадмия в водных растворах.

Известен состав халькогенидной стеклянной мембраны электрода для определения ионов кадмия [1], который, с целью увеличения селективности кадмиевого сенсора, включает, в мас.%: иодид кадмия 5-40; сульфид серебра 30-58, сульфид германия - остальное. Увеличение селективности достигается за счет введения нового стеклообразователя - сульфида германия, который обеспечивает образование более жесткой и консервативной сетки стекла, что существенно увеличивает диапазон измеряемых концентраций ионов кадмия в присутствии ионов других металлов. Тем не менее, известный состав имеет недостаточно высокие коэффициенты селективности к кадмию в присутствии других ионов переходных металлов, например меди (103, т.е. селективность в пользу меди) и свинца (2, т.е. селективность в пользу свинца), и малопригоден для измерений в растворах сложного состава, так как мембрана отравляется (необратимо загрязняется) ионами серебра, меди, железа (III) и т.д. и не годится для измерений в сильнокислых растворах, при рН ниже 2, в связи с растворением мембранного материала и связанным с этим резким ухудшением чувствительности и стабильности, а также непригоден для измерений в средах с высоким ионным фоном (например, фоном ионов натрия, в морской воде), где показаний электрода становятся нестабильными, а предел обнаружения ухудшается.

Известна мембрана кадмийселективного электрода [2] на основе использования различных хелатообразующих соединений кадмия. Недостатком этого состава является невысокая селективность в присутствии большинства металлов, в том числе щелочных (не более 100-кратного избытка натрия или калия), а также использование растворов ионов кадмия с рН 5-6, что резко сужает возможности практического применения таких электродов.

Известны ионоселективные электроды для определения ионов кадмия, основанные на применении различных ионофоров [3-5]. Недостатком этих электродов является недостаточно высокая селективность к ионам кадмия в присутствии других переходных металлов, в частности серебра, меди, ртути, железа, недостаточная селективность в присутствии ионов натрия (коэффициент селективности не лучше 10-3), а также невысокая химическая устойчивость материалов, не позволяющая проводить измерения кадмия при рН ниже 4.

Известны различные кадмийселективные электроды и на основе осажденных или гетерогенных (coated-wire, carbon paste) сенсорных материалов. Сенсоры на основе 3,5-динитро-N-(три-2-пиридилметилен) бензамида (DNTPMBA) применены для определения содержания кадмия в различных образцах воды из скважин [6]. Существенными недостатками сенсоров такого типа, независимо от состава чувствительной мембраны, являются низкая механическая прочность, малый срок службы (обычно несколько дней, в лучшем случае, недель) и недостаточно высокая селективность, например в присутствии меди, а также недостаточно высокая химическая устойчивость таких мембран и невозможность работать с этими электродами в растворах с рН ниже 4.

Известна мембрана кадмийселективного электрода [7] на основе производных ксилолбистиокарбамата. Основным недостатком этого электрода является невысокая селективность к кадмию в присутствии ионов других переходных металлов (селективность к ионам меди и свинца в их пользу), недостаточно высокая селективность к ионам натрия (коэффициент селективности не лучше 1,7·10-3), а также невозможность работать с таким электродом при рН ниже 4,5.

Известны также многочисленные работы, в которых в качестве веществ, обеспечивающих чувствительность к кадмию, использовали краун-эфиры [8-10]. У всех этих сенсоров оказался неширокий рабочий диапазон, длительное время отклика, невысокая селективность в присутствии большинства переходных металлов и ионов натрия (коэффициент селективности в присутствии натрия не лучше 10-3) и невысокая химическая устойчивость - предел рабочего диапазона рН не ниже рН=3.

Известна мембрана кадмийселективного электрода [11], предназначенная для использования в качестве чувствительного элемента кадмийселективного электрода, которая наиболее близка к предлагаемому изобретению. В известном составе мембраны, с целью повышения избирательности мембраны к ионам кадмия в присутствии некоторых тяжелых металлов, состав мембраны включает электродоактивный компонент, в качестве которого использованы т.н. основания Шиффа, а именно 2,2'-(1Z,1'Z)-(1Е,1'Е)-(1,2-фениленбис(метан-1-ил-1-илиден))бис(азаан-1-ил-1-илиден)бис(метилен)бис(азаан-1-ил-1-илиден)бис(метан-1-ил-1-илиден)дифенол (L1) и 4,4'-(1Е,1'Е)-(бутан-1,4-диилбис(азаан-1-ил-1-илиден))бис(метан-1-ил-1-илиден)динафт-1-ол (L2). Использование мембраны указанного состава позволяет улучшить селективность (коэффициент селективности в присутствии ионов большинства металлов до 10-3-10-4) и добиться быстрого отклика сенсора на ионы кадмия в интервале рН от 2 до 8,5.

Недостатком известного состава мембраны является недостаточно высокий коэффициент селективности в присутствии ионов натрия, часто встречающихся в реальных средах, в частности в морской воде, в высокой концентрации (около 0,5 моль/л), что не позволяет использовать электрод (мембрану) в морской воде, а также недостаточная химическая устойчивость таких электродов и невозможность работы с ними при рН ниже 2.

Предлагаемое изобретение лишено указанных недостатков.

К техническому результату предлагаемого изобретения относится:

- существенное повышение стабильности свойств за счет достижения химической устойчивости и воспроизводимого аналитического поведения мембраны, в частности, в присутствии ионов водорода (устойчивость в кислых средах), что обеспечивает возможность измерения содержания ионов кадмия вплоть до рН=0. Например, мембрана состава 8, см. ниже, проявляет высокую чувствительность к ионам кадмия (угловой коэффициент электродной функции) 29 мВ/pCd при измерениях в растворах на фоне 1 М азотной кислоты (рН=0). При этом не происходит химических изменений мембраны, например ее растворения, а также существенного изменения параметров чувствительности, например диапазон измеряемых концентраций ионов кадмия составляет от 10-6 до 10-2 моль/л даже в растворах с рН=0;

- повышение селективности (избирательности) мембраны к ионам кадмия в присутствии ионов некоторых металлов, в частности ионов натрия;

- коэффициент селективности к определяемым ионам кадмия в присутствии ионов щелочных металлов, например натрия, улучшается 10-6, по крайней мере, что примерно в 100 раз лучше, чем у ближайшего аналога (прототипа). Например, мембрана состава 8 (см. ниже) демонстрирует кадмиевую функцию в растворах на фоне 0.5 моль/л ионов натрия (модельная морская вода). Коэффициент селективности IgKCd,Na при этом составляет не хуже, чем 10-6.

Указанный технический результат достигается тем, что состав мембраны ионоселективного электрода для определения ионов кадмия, содержащий электродноактивный компонент (ЭАК), пластификатор, поливинилхлорид (ПВХ) и липофильную добавку, в соответствии с предлагаемым изобретением, в качестве электродноактивного компонента (ЭАК) используют диамид 2,2'-дипиридил-6,6-дикарбоновой кислоты, и состав имеет следующее соотношение компонентов: электродноактивный компонент - 1,0-5,0% (от массы смеси пластификатора+ПВХ); липофильная добавка 0,1-2,5% (от массы смеси ДОС+ПВХ), пластификатор+поливинилхлорид (ПВХ) в соотношении 2:1 - до 100% общей массы мембраны.

Указанный технический результат достигается тем, что в качестве диамида 2,2'-дипиридил-6,6-дикарбоновой кислоты используют N,N'-диэтил-N,N'-дитолил диамид 2,2'-дипиридил-6,6-дикарбоновой кислоты,

Кроме того, указанный технический результат достигается тем, что в качестве диамида 2,2'-дипиридил-6,6-дикарбоновой кислоты используют тетрабутил диамид 2,2'-дипиридил-6,6-дикарбоновой кислоты,

Помимо этого указанный технический результат достигается тем, что в качестве пластификатора используют диоктил себацинат (ДОС).

Кроме того, указанный технический результат достигается тем, что в качестве пластификатора используют ортонитрофенилоктиловый эфир (ОНФОЭ).

Кроме того, указанный технический результат достигается тем, что в качестве липофильной добавки используют тетракис [4-хлорфенил]борат калия (КТФБ)

Кроме того, указанный технический результат достигается тем, что в качестве липофильной добавки используют (тетракис[3,5-бис(трифторметил)фенил]борат калия (КТФФБ).

Кроме того, указанный технический результат достигается тем, что в качестве липофильной добавки используют хлорированный дикарболлид кобальта (ХДК).

Кроме того, указанный технический результат достигается тем, что в качестве пластификатора используют используют диоктил себацинат (ДОС), а в качестве липофильной добавки используют тетракис [4-хлорфенил]борат калия (КТФБ).

Кроме того, указанный технический результат достигается тем, что в качестве пластификатора используют используют диоктил себацинат (ДОС), а в качестве липофильной добавки используют (тетракис[3,5-бис(трифторметил)фенил]борат калия (КТФФБ).

Кроме того, указанный технический результат достигается тем, что в качестве пластификатора используют используют диоктил себацинат (ДОС), а в качестве липофильной добавки используют хлорированный дикарболлид кобальта (ХДК).

Кроме того, указанный технический результат достигается тем, что в качестве пластификатора используют ортонитрофенилоктиловый эфир (ОНФОЭ), а в качестве липофильной добавки используют тетракис[4-хлорфенил]борат калия (КТФБ).

Кроме того, указанный технический результат достигается тем, что в качестве пластификатора используют ортонитрофенилоктиловый эфир (ОНФОЭ), а в качестве липофильной добавки используют (тетракис[3,5-бис(трифторметил)фенил]борат калия (КТФФБ).

Наконец, указанный технический результат достигается тем, что в качестве пластификатора используют ортонитрофенилоктиловый эфир (ОНФОЭ), а в качестве липофильной добавки используют хлорированный дикарболлид кобальта (ХДК).

Сущность предлагаемого изобретения основана на использовании закономерностей увеличения экстракционной способности при добавлении синергетных добавок, известных для жидкостной химической экстракции. Синергетные смеси производных дипиридил дикарбоновой кислоты и хлорированного дикарболлида кобальта (или других веществ, применяемых здесь как липофильные добавки) используются для выделения различных трех- и двухзарядных ионов металлов из сложных смесей. Иммобилизация в мембране ионоселективного электрода компонентов, традиционно используемых в жидкостной экстракции, приводит к возможности разработки ионоселективных электродов с широко варьируемыми составами и свойствами.

Технический результат, достигаемый предлагаемым изобретением, поясняется конкретными примерами лабораторных испытаний, проведенных на базе Санкт-Петербургского государственного университета.

Пример 1.

Мембрану ионоселективного электрода готовили растворением выбранных навесок всех исходных веществ максимально высокой доступной чистоты (поливинилхлорид, пластификатор, электродноактивный компонент, липофильная добавка) в свежеперегнанном органическом растворителе, например циклогексаноне, с последующим тщательным перемешиванием до полной гомогенизации раствора. Затем раствор (общая масса его примерно 3 г) выливали на строго горизонтальную химически инертную поверхность (например, тефлоновую) и высушивали мембрану в течение 2-х суток в условиях отсутствия пыли. После полного испарения растворителя из полученной большой мембраны вырезали образцы (собственно мембраны ионоселективных электродов) требуемых размеров (круги 5-8 мм в диаметре), которые затем наклеивали на торцы ПВХ-трубок (электродных корпусов). После высыхания клея электроды заполняли 0,01 моль/л раствором хлорида натрия и вымачивали одни сутки перед первым измерением в растворе того же состава с добавлением 0,01 моль/л нитрата кадмия. В дальнейшем между измерениями электроды хранили на воздухе. Для приготовления мембраны брали следующее соотношение компонентов, мас.%: электродноактивный компонент (любой из двух) - 1,0; липофильная добавка (КТФФБ) - 0,1; пластификатор (ДОС) - поливинилхлорид (ПВХ) (2:1) - остальное.

Аналитические характеристики мембраны состава, указанного в Примере 1, приведены в Таблице 1.

Пример 2.

Мембрану ионоселективного электрода готовили растворением выбранных навесок всех исходных веществ максимально высокой доступной чистоты (поливинилхлорид, пластификатор, электродноактивный компонент, липофильная добавка) в свежеперегнанном органическом растворителе, например циклогексаноне, с последующим тщательным перемешиванием до полной гомогенизации раствора. Затем раствор (общая масса его примерно 3 г) выливали на строго горизонтальную химически инертную поверхность (например, тефлоновую) и высушивали мембрану в течение 2-х суток в условиях отсутствия пыли. После полного испарения растворителя из полученной большой мембраны вырезали образцы (собственно мембраны ионоселективных электродов) требуемых размеров (круги 5-8 мм в диаметре), которые затем наклеивали на торцы ПВХ-трубок (электродных корпусов). После высыхания клея электроды заполняли 0,01 моль/л раствором хлорида натрия и вымачивали одни сутки перед первым измерением в растворе того же состава с добавлением 0,01 моль/л нитрата кадмия. В дальнейшем между измерениями электроды хранили на воздухе. Для приготовления мембраны брали следующее соотношение компонентов, мас.%: электродноактивный компонент (любой из двух) - 5,0; липофильная добавка (КТФФБ) - 0,1; пластификатор (ДОС) - поливинилхлорид (ПВХ) (2:1) - остальное.

Аналитические характеристики мембраны состава, указанного в Примере 2, приведены в Таблице 1.

Пример 3.

Мембрану ионоселективного электрода готовили растворением выбранных навесок всех исходных веществ максимально высокой доступной чистоты (поливинилхлорид, пластификатор, электродноактивный компонент, липофильная добавка) в свежеперегнанном органическом растворителе, например циклогексаноне, с последующим тщательным перемешиванием до полной гомогенизации раствора. Затем раствор (общая масса его примерно 3 г) выливали на строго горизонтальную химически инертную поверхность (например, тефлоновую) и высушивали мембрану в течение 2-х суток в условиях отсутствия пыли. После полного испарения растворителя из полученной большой мембраны вырезали образцы (собственно мембраны ионоселективных электродов) требуемых размеров (круги 5-8 мм в диаметре), которые затем наклеивали на торцы ПВХ-трубок (электродных корпусов). После высыхания клея электроды заполняли 0,01 моль/л раствором хлорида натрия и вымачивали одни сутки перед первым измерением в растворе того же состава с добавлением 0,01 моль/л нитрата кадмия. В дальнейшем между измерениями электроды хранили на воздухе. Для приготовления мембраны брали следующее соотношение компонентов, мас.%: электродноактивный компонент (любой из двух) - 5,0; липофильная добавка (ХДК) - 2,5; пластификатор (ДОС) - поливинилхлорид (ПВХ) (2:1) - остальное.

Аналитические характеристики мембраны состава, указанного в Примере 3, приведены в Таблице 1.

Пример 4.

Мембрану ионоселективного электрода готовили растворением выбранных навесок всех исходных веществ максимально высокой доступной чистоты (поливинилхлорид, пластификатор, электродноактивный компонент, липофильная добавка) в свежеперегнанном органическом растворителе, например циклогексаноне, с последующим тщательным перемешиванием до полной гомогенизации раствора. Затем раствор (общая масса его примерно 3 г) выливали на строго горизонтальную химически инертную поверхность (например, тефлоновую) и высушивали мембрану в течение 2-х суток в условиях отсутствия пыли. После полного испарения растворителя из полученной большой мембраны вырезали образцы (собственно мембраны ионоселективных электродов) требуемых размеров (круги 5-8 мм в диаметре), которые затем наклеивали на торцы ПВХ-трубок (электродных корпусов). После высыхания клея электроды заполняли 0,01 моль/л раствором хлорида натрия и вымачивали одни сутки перед первым измерением в растворе того же состава с добавлением 0,01 моль/л нитрата кадмия. В дальнейшем между измерениями электроды хранили на воздухе. Для приготовления мембраны брали следующее соотношение компонентов, мас.%: электродноактивный компонент (любой из двух) - 1; липофильная добавка (КТФБ) - 2,5; пластификатор (ДОС) - поливинилхлорид (ПВХ) (2:1) - остальное.

Аналитические характеристики мембраны состава, указанного в Примере 4, приведены в Таблице 1.

Пример 5.

Мембрану ионоселективного электрода готовили растворением выбранных навесок всех исходных веществ максимально высокой доступной чистоты (поливинилхлорид, пластификатор, электродноактивный компонент, липофильная добавка) в свежеперегнанном органическом растворителе, например циклогексаноне, с последующим тщательным перемешиванием до полной гомогенизации раствора. Затем раствор (общая масса его примерно 3 г) выливали на строго горизонтальную химически инертную поверхность (например, тефлоновую) и высушивали мембрану в течение 2-х суток в условиях отсутствия пыли. После полного испарения растворителя из полученной большой мембраны вырезали образцы (собственно мембраны ионоселективных электродов) требуемых размеров (круги 5-8 мм в диаметре), которые затем наклеивали на торцы ПВХ-трубок (электродных корпусов). После высыхания клея электроды заполняли 0,01 моль/л раствором хлорида натрия и вымачивали одни сутки перед первым измерением в растворе того же состава с добавлением 0,01 моль/л нитрата кадмия. В дальнейшем между измерениями электроды хранили на воздухе. Для приготовления мембраны брали следующее соотношение компонентов, мас.%: электродноактивный компонент (любой из двух) - 5,0; липофильная добавка (КТФФБ) - 0,1; пластификатор (ОНФОЭ) - поливинилхлорид (ПВХ) (2:1) - остальное.

Аналитические характеристики мембраны состава, указанного в Примере 5, приведены в Таблице 1.

Пример 6.

Мембрану ионоселективного электрода готовили растворением выбранных навесок всех исходных веществ максимально высокой доступной чистоты (поливинилхлорид, пластификатор, электродноактивный компонент, липофильная добавка) в свежеперегнанном органическом растворителе, например циклогексаноне, с последующим тщательным перемешиванием до полной гомогенизации раствора. Затем раствор (общая масса его примерно 3 г) выливали на строго горизонтальную химически инертную поверхность (например, тефлоновую) и высушивали мембрану в течение 2-х суток в условиях отсутствия пыли. После полного испарения растворителя из полученной большой мембраны вырезали образцы (собственно мембраны ионоселективных электродов) требуемых размеров (круги 5-8 мм в диаметре), которые затем наклеивали на торцы ПВХ-трубок (электродных корпусов). После высыхания клея электроды заполняли 0,01 моль/л раствором хлорида натрия и вымачивали одни сутки перед первым измерением в растворе того же состава с добавлением 0,01 моль/л нитрата кадмия. В дальнейшем между измерениями электроды хранили на воздухе. Для приготовления мембраны брали следующее соотношение компонентов, мас.%: электродноактивный компонент (любой из двух) - 5,0; липофильная добавка (ХДК) - 2,5; пластификатор (ОНФОЭ) - поливинилхлорид (ПВХ) (2:1) - остальное.

Аналитические характеристики мембраны состава, указанного в Примере 6, приведены в Таблице 1.

Пример 7.

Мембрану ионоселективного электрода готовили растворением выбранных навесок всех исходных веществ максимально высокой доступной чистоты (поливинилхлорид, пластификатор, электродноактивный компонент, липофильная добавка) в свежеперегнанном органическом растворителе, например циклогексаноне, с последующим тщательным перемешиванием до полной гомогенизации раствора. Затем раствор (общая масса его примерно 3 г) выливали на строго горизонтальную химически инертную поверхность (например, тефлоновую) и высушивали мембрану в течение 2-х суток в условиях отсутствия пыли. После полного испарения растворителя из полученной большой мембраны вырезали образцы (собственно мембраны ионоселективных электродов) требуемых размеров (круги 5-8 мм в диаметре), которые затем наклеивали на торцы ПВХ-трубок (электродных корпусов). После высыхания клея электроды заполняли 0,01 моль/л раствором хлорида натрия и вымачивали одни сутки перед первым измерением в растворе того же состава с добавлением 0,01 моль/л нитрата кадмия. В дальнейшем между измерениями электроды хранили на воздухе. Для приготовления мембраны брали следующее соотношение компонентов, мас.%: электродноактивный компонент (любой из двух) - 1; липофильная добавка (КТФБ) - 2,5; пластификатор (ОНФОЭ) - поливинилхлорид (ПВХ) (2:1) - остальное.

Аналитические характеристики мембраны состава, указанного в Примере 7, приведены в Таблице 1.

Пример 8.

Мембраны с указанными в данном примере соотношениями компонентов обладают оптимальными электродными свойствами.

Мембрану ионоселективного электрода готовили растворением выбранных навесок всех исходных веществ максимально высокой доступной чистоты (поливинилхлорид, пластификатор, электродноактивный компонент, липофильная добавка) в свежеперегнанном органическом растворителе, например циклогексаноне, с последующим тщательным перемешиванием до полной гомогенизации раствора. Затем раствор (общая масса его примерно 3 г) выливали на строго горизонтальную химически инертную поверхность (например, тефлоновую) и высушивали мембрану в течение 2-х суток в условиях отсутствия пыли. После полного испарения растворителя из полученной большой мембраны вырезали образцы (собственно мембраны ионоселективных электродов) требуемых размеров (круги 5-8 мм в диаметре), которые затем наклеивали на торцы ПВХ-трубок (электродных корпусов). После высыхания клея электроды заполняли 0,01 моль/л раствором хлорида натрия и вымачивали одни сутки перед первым измерением в растворе того же состава с добавлением 0,01 моль/л нитрата кадмия. В дальнейшем между измерениями электроды хранили на воздухе. Для приготовления мембраны брали следующее соотношение компонентов, мас.%: электродноактивный компонент (ЭАК (1)) (N,N'-диэтил-N,N'-дитолил диамид 2,2'-дипиридил-6,6-дикарбоновой кислоты) - 2,5; липофильная добавка (КТФФБ) - 0,25; пластификатор (ДОС) - поливинилхлорид (ПВХ) (2:1) - остальное.

Аналитические характеристики мембраны состава, указанного в Примере 8, приведены в Таблице 1, вместе с характеристиками других составов из Примеров 1-7.

При выходе за пределы концентрационных интервалов, указанных в Примерах 1-8, происходит следующее.

При уменьшении концентрации ЭАК (любого из двух) ниже 1% чувствительность и селективность материалов полностью деградирует, а поведение мембраны становится нестабильным.

При увеличении концентрации ЭАК (любого из двух) выше 5% электрохимические поведение в кислых средах также становится менее стабильным, а селективность резко ухудшается.

При уменьшении концентрации липофильной добавки (КТФБ, КТФФБ или ХДК) ниже 0,1% резко падает чувствительность как к кадмию, так и ко всем остальным металлам.

При увеличении концентрации липофильной добавки (КТФБ, КТФФБ или ХДК) выше 2,5% катастрофически уменьшается интервал рН, в котором сенсоры могут быть использованы.

При увеличении соотношения ДОС+ПВХ (больше чем 2:1) снижается химическая устойчивость и механическая стабильность мембран, характеристики мембран в растворах с низкими значениями рН резко ухудшаются.

При уменьшении соотношения ДОС+ПВХ (менее чем 2:1) резко растет электрическое сопротивление мембран, работать с ними становится затруднительно или невозможно. При этом электрохимические свойства также ухудшаются.

Таблица 1
Аналитические характеристики апробированных мембран
Состав мембраны
См. примеры выше
Чувствительность к кадмию,
мВ/pCd *
Коэффициент селективности ** рН***
1 2 3 4
Пример 1 26 10-5 >1
ЭАК (любой из двух) - 1 КТФФБ - 0.1 ДОС+ПВХ (2:1) - до 100%
Пример 2 20 10-5 >0
ЭАК (любой из двух) - 5 КТФФБ - 0.1 ДОС+ПВХ (2:1) - до 100%
Пример 3 22 10-5 >2
ЭАК (любой из двух) - 5 ХДК - 2.5 ДОС+ПВХ (2:1) - до 100%
Пример 4 18 10-3 >3
ЭАК (любой из двух) - 1
КТФБ - 2.5
ДОС+ПВХ (2:1) - до 100%
Пример 5 16 10-4 >3
ЭАК (любой из двух) - 5 КТФФБ - 0.1 ОНФОЭ+ПВХ (2:1) - до 100%
Пример 6 18 10-4 >2
ЭАК (любой из двух) - 5
ХДК - 2.5
ОНФОЭ+ПВХ (2:1) - до 100%
Пример 7 17 10-3 >3
ЭАК (любой из двух) - 1
КТФБ - 2.5
ОНФОЭ+ПВХ (2:1) - до 100%
Пример 8 29 10-6 0
ЭАК (1) - 2.5 КТФФБ - 0.25 ДОС+ПВХ (2:1) - до 100%
*Чувствительность к кадмию [угловой коэффициент (или наклон) электронной функции] - основная характеристика любого электрода
**Коэффициент селективности к ионам кадмия в присутствии ионов натрия определен согласно рекомендациям ИЮПАК по методу смешанных растворов
***Минимально допустимая для определения ионов кадмия величина рН (чем ниже значение этой величины, тем лучше химическая устойчивость мембраны в кислых средах)

Как показали результаты испытаний, заявленное изобретение имеет широкую сферу применения и позволяет решать задачи практически в любой области техники и производства (промышленного или сельскохозяйственного), где требуется определение концентрации (содержания) ионов кадмия в растворах с высокой кислотностью (вплоть до рН=2). Это очень важно, если учесть, что ионы кадмия высокотоксичны, а кадмий является опасным поллютантом.

Заявленное изобретение может быть использовано для определения ионов кадмия в средах с высоким ионным фоном, в частности для определения ионов кадмия в морской воде, их концентрации (содержания) в растворах с высокой кислотностью и определение ионов кадмия в средах с высоким ионным фоном, которые никакими известными аналогами невыполнимы, поскольку ни один из них не обладает достаточной химической устойчивостью мембраны для работы в кислых средах до рН=2 и не один из них не проявляет достаточно высокой селективности к кадмию в присутствии ионов натрия.

Наиболее перспективным является использование заявленного изобретения для контроля технологических процессов и состава сточных вод производств, использующих кадмий, а также для контроля окружающей среды или экологического мониторинга, в частности, содержания кадмия - опасного техногенного загрязнителя, в морской и распресненной морской воде, например, вблизи эстуариев рек (мест их впадения в моря и океаны). Все эти технико-экономические преимущества перед аналогами, а также широкая сфера применения в наиболее значимых для общества решения социальных, экологических и технических задач относят заявленное изобретение к разряду приоритетных.

Список использованной литературы

1. Патент РФ №1711055 «Состав халькогенидной стеклянной мембраны электрода для определения ионов кадмия», приоритет 09.11.1989.

2. O.P.Rejabushko, A.T.Pilipenko, Yu.S.Savin, L.A.Batkovskaya, Ukr. Khim. Zh. 56 (1990) 263.

3. A.C.Stevens, H.Freiser, Anal. Chim. Acta 248 (1991) 315.

4. M.H.Mashhadizadeh, I.Sheikhshoaie, S.Saeid-Nia, Electroanalysis 17 (2005) 648.

5. A.C.Ion, E.Bakker, E.Pretsch, Anal. Chim. Acta 440 (2001).

6. Rezaei, В., Meghdadi, S., Fazel Zarandi, R.: A fast response cadmium-selective polymeric membrane electrode based on N,NO-(4-methyl-1,2-phenylene)diquinoline-2-carboxamide as anew neutral carrier. J. Hazard. Mater 153, 179-186 (2008).

7. JP 3272447 (A) CADMIUM ION SELECTIVE ELECTRODE.

8. V.K.Gupta, P.Kumar, R.Mangla, Electroanalysis 12 (2000) 752.

9. M.Shamsipur, M.H.Mashhadizadeh, Talanta 53 (2001) 1065.

10. V.K.Gupta, S.Chandra, R.Mangla, Electrochim. Acta 47 (2002) 1579.

11. V.K.Gupta, M.Al. Khayat, A.K.Singha, M.K. Pal Nano level detection of Cd(II) using poly(vinyl chloride) based membranes of Schiff bases Analytica Chimica Acta 634 (2009) 36-43 (прототип).

Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 18.
20.02.2019
№219.016.c419

Способ неинвазивной диагностики радикулопатий при пояснично-крестцовых остеохондрозах

Изобретение относится к медицине, а именно - к неврологии. Способ включает проведение лазерной доплеровской флоуметрии методом зондирующего излучения в медиальной надлодыжечной области нижних конечностей пациента, определяемую по расстоянию 1-2 см от верхнего края медиальной лодыжки в условиях...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002463960
Дата охранного документа: 20.10.2012
29.03.2019
№219.016.f156

Способ определения профиля концентрации легирующей примеси в полупроводниках

Изобретение относится к полупроводниковой технике и может быть использовано для контроля профиля легирования в полупроводниках. Технический результат - повышение достоверности измерений и расширение диапазона глубин приповерхностного слоя образца, в которых определяется концентрация легирующей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002393584
Дата охранного документа: 27.06.2010
29.03.2019
№219.016.f17a

Способ получения безусадочного конструкционного керамического изделия

Изобретение относится к области химии, энергетики и технологии производства изделий из конструкционных материалов на основе нитрида бора, алюминия и карбида кремния и может быть использовано для изготовления изделий из высокопрочных, безусадочных керамических материалов, работающих в условиях...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002399601
Дата охранного документа: 20.09.2010
29.03.2019
№219.016.f504

Рентгеноспектральный способ определения содержания углерода в сталях и устройство для определения содержания углерода в сталях

Использование: для определения содержания углерода в сталях посредством рентгеноспектрального способа. Сущность: заключается в том, что осуществляют облучение исследуемых образцов сталей первичным излучением рентгеновской трубки и измерение интенсивности вторичного спектра, при этом перед...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002427825
Дата охранного документа: 27.08.2011
10.04.2019
№219.017.071f

Пептид калий-уретический

Изобретение относится к терапевтически активным химическим соединениям, влияющим на мочеобразующую деятельность почек, а именно к пептиду, вызывающему селективное увеличение выделения ионов калия почкой. Соединение предназначено для лечения гиперкалиемии. 2 табл., 2 пр.
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002454426
Дата охранного документа: 27.06.2012
29.04.2019
№219.017.4225

Устройство для регистрации γ-излучения (варианты)

Изобретение относится к области регистрации ионизирующих излучений. Технический результат - упрощение конструкции и использование в качестве чувствительных к излучению элементов микроканальных пластин (МКП). Повышение чувствительности в заявленном устройстве достигается одномерной регистрацией...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002370789
Дата охранного документа: 20.10.2009
29.05.2019
№219.017.6904

Метиловый эфир 16,16-диметил-2-фтор-d-гомо-8альфа-эстрона, обладающий гиполипидемической и кардиопротекторной активностью

Изобретение относится к области синтеза биологически активных аналогов стероидных эстрогенов. Синтезирован метиловый эфир 16,16-диметил-2-фтор-D-гомо-8α-эстрона, обладающий гиполипидемической и кардиопротекторной активностью при отсутствии утеротропного и антигонадотропного действия....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002436792
Дата охранного документа: 20.12.2011
29.05.2019
№219.017.690e

Способ формирования многослойных нанокристаллических пленок с гетерогенной границей раздела и устройство для формирования многослойных нанокристаллических пленок с гетерогенной границей раздела

Изобретение относится к области материаловедения и может быть использовано в технологии изготовления металлических, полупроводниковых и диэлектрических материалов и приборов, в частности для нанесения многослойных нанокристаллических тонких пленок этих материалов химическим способом. Способ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002436876
Дата охранного документа: 20.12.2011
29.05.2019
№219.017.6a3c

Состав мембраны ионоселективного электрода

Изобретение относится к анализу ионного состава водных растворов и жидкостей. Сущность изобретения: состав мембраны ионоселективного электрода содержит электродноактивный компонент, пластификатор, поливинилхлорид и липофильную добавку, в качестве липофильной добавки используют ди-2-этилгексил...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002460066
Дата охранного документа: 27.08.2012
09.06.2019
№219.017.7d28

Способ рентгеноспектрального определения содержания водорода, углерода и кислорода в органических соединениях и устройство для определения содержания водорода, углерода и кислорода в органических соединениях

Использование: для рентгеноспектрального определения содержания водорода, углерода и кислорода в органических соединениях. Сущность: заключается в том, что осуществляют облучение исследуемого образца рентгеновским излучением, в котором присутствуют, по крайней мере, две дискретные линии в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002426104
Дата охранного документа: 10.08.2011
Показаны записи 1-10 из 29.
20.06.2013
№216.012.4dda

Способ диагностики патологий, связанных с эндокринными заболеваниями

Изобретение относится к медицине, а именно к лабораторной диагностике, и может быть использовано для диагностики патологий, связанных с заболеваниями коры надпочечников. Способ заключается в определении характеристического профиля исследуемой пробы биологической жидкости человека. Проводят ее...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485512
Дата охранного документа: 20.06.2013
20.11.2013
№216.012.8360

Экстракционная смесь для выделения актинидов из жидких радиоактивных отходов

Изобретение относится к процессам извлечения и концентрирования радионуклидов и может быть использовано в радиохимических технологиях при переработке жидких радиоактивных отходов. Заявленная экстракционная смесь состоит из диамида дипиридилдикарбоновой кислоты и полярного фторорганического...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499308
Дата охранного документа: 20.11.2013
20.04.2014
№216.012.bb7c

Способ переработки технециевых растворов

Изобретение относится к переработке жидких радиоактивных отходов, образующихся в процессе переработки ОЯТ. Описан способ переработки технециевых растворов, включающий осаждение технеция из азотнокислых растворов с концентрацией азотной кислоты или нитрат-иона, не превышающей 3 моль/л,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513724
Дата охранного документа: 20.04.2014
27.04.2014
№216.012.bcf8

Устройство и способ для определения токсичности жидких сред

Группа изобретений относится к определению токсичности и может найти широкое применение в аналитической практике при определении токсичности разнообразных жидких сред без привлечения дорогостоящих и трудоемких методов анализа. Более конкретно, данная группа относится к водной токсикологии и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002514115
Дата охранного документа: 27.04.2014
10.10.2014
№216.012.fab3

Диамиды 2,2'-бипиридил-6,6'-дикарбоновых кислот и способ их получения

Изобретение относится к диамидам 2,2′-бипиридил-6,6′-дикарбоновых кислот формулы , где X=R=H, R=4-CH, или X=R=H, R=4-Et, или X=R=H, R=4-iPr, или X=H, R=2-Me, R=4-Me, или X=H, R=2-Me, R=5-Me, или X=H, R=3-Me, R=4-Ме, или X=R=H, R=4-OEt, или X=Br, R=R=H, или X=Br, R=H, R=4-CH, или X=R=H, R=2-F,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002530025
Дата охранного документа: 10.10.2014
10.01.2015
№216.013.1c83

Анальгетическое средство пептидной структуры на основе тридекапептида, содержащего d-октааргининовый вектор

Группа изобретений относится к применению тридекапептида H-Tyr-D-Arg-Phe-Gly-D-Arg-D-Arg-D-Arg-D-Arg-D-Arg-D-Arg-D-Arg-D-Arg-Gly-OH·10HCl в качестве анальгетического средства, а также к лекарственной форме, содержащей тридекапептид...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002538727
Дата охранного документа: 10.01.2015
10.02.2015
№216.013.22b9

Способ переработки облученного ядерного топлива

Заявленное изобретение относится к процессам извлечения и концентрирования радионуклидов и может быть использовано в радиохимических технологиях при переработке облученного топлива АЭС. В заявленном способе отделение плутония от урана предусмотрено на стадии реэкстракции с использованием...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002540342
Дата охранного документа: 10.02.2015
10.02.2015
№216.013.25ca

Анальгетическое средство пептидной структуры на основе ундекапептида, содержащего d-октааргининовый вектор

Группа изобретений относится к медицине и касается применения ундекапептида - H-Tyr-Pro-D-Arg-D-Arg-D-Arg-D-Arg-D-Arg-D-Arg-D-Arg-D-Arg-Gly-OH·9HCl в качестве анальгетического средства. Группа изобретений также касается лекарственной формы, содержащей в качестве действующего вещества указанный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002541127
Дата охранного документа: 10.02.2015
27.01.2016
№216.014.bc79

Пептид для лечения сахарного диабета 2-го типа и его осложнений

Изобретение относится к биотехнологии. Представлен аналог эксенатида формулы H-His-Gly-Glu-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Leu-Ser-Lys-Gln-Gly-Glu-Glu-Glu-Ala-Val-Arg-Leu-Phe-Ile-Glu-Trp-Leu-Lys-Asn-Gly-Gly-Pro-Ser-Ser-Gly-Ala-Pro-Pro-Pro-Ser-D-Arg-D-Arg-D-Arg-D-Arg-D-Arg-D-Arg-D-Arg-D-Arg-Gly-OH....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002573933
Дата охранного документа: 27.01.2016
12.01.2017
№217.015.6490

Средство пептидной структуры, ингибирующее дипептидилпептидазу-4, и фармацевтическая композиция на его основе

Изобретение относится к медицине и касается средства для предотвращения, замедления прогрессирования и/или лечения состояний, в патогенез которых вовлечен фермент ДПП-4, содержащего действующее вещество и фармацевтически приемлемый носитель или носители. В качестве действующего начала средство...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002589258
Дата охранного документа: 10.07.2016
+ добавить свой РИД