An oxythermographic method for determining passive adsorption of organic compounds on the surface of solid materials in order to account for the background generated by ¹⁴C

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Ашық рұқсат Ашық рұқсат
Рұқсат жабық Рұқсат берілді
Рұқсат жабық Рұқсат ақылы немесе тек жазылушылар үшін

Аннотация

A method for studying passive adsorption of organic substances on the surface of solids from room air is proposed. The method is based on the oxithermographic determination of organic matter on the surface of the material under study after the material has been in the room air for a fixed time. The method allows the total amount of carbon on the surface of a material to be determined and the contribution of 14C in low background measurements from surface organic matter to be estimated. The method was validated in laboratory facilities of two different organizations. The total content of organic substances extracted on the surface of platinum, palladium and quartz was determined after the samples had been exposed to air from 10 min to 34 days. Differences in adsorption were revealed depending on the composition of the surface material, as well as the cleanliness class of the premises where the analysis is carried out. The method allows carrying out studies without transporting samples to other rooms.

Толық мәтін

Рұқсат жабық

Авторлар туралы

M. Vorobjova

International Intergovernmental Scientific Research Organization “Joint Institute for Nuclear Research”; Vernadsky Institute of Geochemistry and Analytical Chemistry, RAS

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: vmu.chemist@mail.ru
Ресей, Dubna, 141980; Moscow, 119991

B. Zuev

Vernadsky Institute of Geochemistry and Analytical Chemistry, RAS

Email: vmu.chemist@mail.ru
Ресей, Moscow, 119991

V. Filonenko

Vernadsky Institute of Geochemistry and Analytical Chemistry, RAS

Email: vmu.chemist@mail.ru
Ресей, Moscow, 119991

I. Rogovaya

Vernadsky Institute of Geochemistry and Analytical Chemistry, RAS

Email: vmu.chemist@mail.ru
Ресей, Moscow, 119991

D. Filosofov

International Intergovernmental Scientific Research Organization “Joint Institute for Nuclear Research”

Email: vmu.chemist@mail.ru
Ресей, Dubna, 141980

Әдебиет тізімі

  1. Якушев Е.А. Применение спекрометрических методов и низкотемпературных германиевых детекторов-болометров для прямого поиска частиц темной материи и других редких процессов. Дис. … докт. физ.-мат. наук. Дубна: Объединенный институт ядерных исследований, 2022. С. 248.
  2. Здесенко Ю.Г., Кропивянский Б.Н., Куц В.Н., Николайко А.С., Бондаренко О.А., Костеж А.Б. Изучение фонов сцинтилляционных и полупроводниковых детекторов в подземной низкофоновой лаборатории ИЯИ АН УССР. Препринт. Киев: КИЯИ-85-28, 1985.
  3. Libby W.F. Atmospheric helium tree and radiocarbon from cosmic radiation // Phys Rev. 1946. V. 69. № 11. Р. 671.
  4. Anderson E.C., Libby W.F., Weinhouse S., Reid A.F., Kirshenbaum A.D., Gross A.V. Natural radiocarbon from cosmic radiation // Phys. Rev. 1947. V. 72. № 10. Р. 931
  5. Вудраф Д. Современные методы исследования поверхности. М.: Мир, 1989. С. 564.
  6. Зандерны А. Методы анализа поверхностей. М.: Мир, 1979. С. 582.
  7. Фадеева В.П., Тихова В.Д., Никуличева О.Н. Элементный анализ органических соединений с использованием автоматических CHNS – анализаторов // Журн. аналит. химии. 2008. Т. 63. № 11. С. 1197. (Fadeeva V.P., Tikhova V.D., Nikulicheva O.N. Elemental analysis of organic compounds with the use of automated CHNS analyzers // J. Anal. Chem. 2008. V. 63. № 11. P. 1094.) https://doi.org/10.1134/S1061934808110142
  8. Watts J.F., Wolstenholme J. An Introduction to surface analysis by XPS and AES. Wiley, 2003. P. 212.
  9. Spalek A., Dragoun O., Kovalik A., Yakushev E.A., Rysavy M., Frana J. et al. Study of the conversion electron and XPS spectra of radioactive 57Co sources // NIM-B J. 2002. V. 196. P. 357. https://doi.org/10.1016/S0168-583X(02)01340-X
  10. Postek M.T., Vladár A.E., Purushotham K.P. Does your SEM really tell the truth? How would you know? Part 2. // J. Scanning. 2014. V. 36. P. 347. https://doi.org/10.1002/sca.21124
  11. Zuev B.K., Gladyshev P.P. Oxythermography – A new method of determination of trace quantities of organic substances / International Congress on Analytical Sciences ICAS-2006. Moscow. 25–30 June 2006. P. 548.
  12. Зуев Б.К., Коваленко Е.В., Кульбачевская Е.В., Оленин А.Ю., Ягов В.В. Определение концентрации нефтепродуктов и масел в пленках на поверхности воды с помощью твердоэлектролитного анализатора // Журн. аналит. химии. 2001. Т. 56. № 5. С. 543. (Zuev B.K., Kovalenko V.V., Kul’bachevskaya E.V., Olenin A.Yu., Yagov V.V. Determination of the concentration of petroleum products and oils in films at the surface of water using a solid-electrolyte analyzer // J. Anal. Chem. 2001. V. 56. № 5. P. 481.) https://doi.org/10.1023/A:1016691423009
  13. Zuev B.K., Kulbachevskaya E.V., Kovalenko V.V., Timonina O.K., Olenin A.Yu. Rapid determination of organic substances content in facial layers of water ecosystem / 10th Russian–Japan Joint Symposium on Analytical Chemistry. Moscow. 20–28 August 2000. P. 98.
  14. Zuev B., Timonina O., Kulbachevskaya E. Express method and solid electrolyte analyzer for determination of total organic pollution of water: Analytical possibilities / Fifth International Symposium and Exhibition on Environmental Contamination in Central and Eastern Europe. Prague. 12–14 September 2000. P. 212.
  15. Зуев Б.К., Тимонина О.К., Подругина В.Д. Экспрессный метод определения суммарного содержания органических примесей в воде // Журн. аналит. химии. 1995. Т. 50. № 6. С. 663.
  16. Зуев Б.К., Филоненко В.Г., Зволинский В.П. Обобщенные показатели при мониторинге органических веществ в природных и сточных водах // Партнеры и конкуренты. 2003. № 4. C. 17.
  17. Зуев Б.К. Способ окситермографии. Патент РФ № 2411509. Заявка № 2010101137 от 15.01.2010, опубл. 10.02.2011.
  18. Зуев Б.К., Пеункова Е.С., Фадейкина И.Н., Моржухина С.В. Метод окситермографии для исследования распределения органического вещества и трансдермальных свойств поверхности кожи лица // Вестник Международного университета природы, общества и человека “Дубна”. 2019. Т. 1. № 42. С. 13.
  19. Зуев Б.К. Способ исследования органических веществ, преимущественно характеристик окислительной термодеструкции органических полимеров. Патент на изобретение РФ № 2794417. Заявка № 2022115230 от 06.06.2022, опубл. 17.04.2023.
  20. Зуев Б.К., Моржухина С.В., Полотнянко Н.А., Воробьева М.Ю., Сараева А.Е., Роговая И.В. и др. Экспериментальный стенд на основе метода окситермографии для исследования сорбционной емкости пористых термоустойчивых сорбентов // Сорбционные и хроматографические процессы. 2016. Т. 16. № 1. С. 52.
  21. Зуев Б.К., Коваленко Е.В., Кульбачевская Е.В., Оленин А.Ю., Ягов В.В. Определение концентрации нефтепродуктов и масел в пленках на поверхности воды с помощью твердоэлектролитного анализатора // Журн. аналит. химии. 2001. Т. 56. № 5. С. 543. (Zuev B.K., Kovalenko V.V., Kul’bachevskaya E.V., Olenin A.Yu., Yagov V.V. Determination of the concentration of petroleum products and oils in films at the surface of water using a solid-electrolyte analyzer // J. Anal. Chem. 2001. V. 56. № 5. P. 481.) https://doi.org/10.1023/A:1016691423009
  22. Зуев Б.К., Филоненко В.Г., Нестерович Д.С., Поликарпова Р.Д. Определение гиалуроновой кислоты в водных растворах с использованием воздуха в качестве окислителя // Журн. аналит. химии. 2018. Т. 73. № 10. С. 763. (Zuev B.K., Filonenko V.G., Nesterovich D.S., Polikarpova P.D. Determination of hyaluronic acid in aqueous solutions using air as an oxidant // J. Anal. Chem. 2018. V. 73. № 10. P. 973.) https://doi.org/10.1134/S106193481810013
  23. Зуев Б.К., Поликарпова П.Д., Филоненко В.Г., Коротков А.С., Сараева А.Е. Пробоотбор и определение гиалуроновой кислоты на иммитаторе кожи человека методом окситермографии // Журн. аналит. химии. 2019. Т. 74. № 4. С. 315. (Zuev B.K., Polikarpova P.D., Filonenko V.G., Korotkov A.S., Saraeva A.E. Sampling and determination of hyaluronic acid on a human skin imitator by oxithermography // J. Anal. Chem. 2019. V. 74. № 4. P. 410.) https://doi.org/10.1134/S1061934819030134
  24. Зуев Б.К., Новичков Р.В., Александрова Е.О., Оленин А.Ю. Получение и исследование состава поверхностного слоя химически модифицированных наночастиц диоксида кремния // Российские нанотехнологии. 2015. Т. 10. № 1– 2. С. 45. (Zuev B.K., Novichkov R.V., Alexandrova E.O., Olenin A.Yu. Preparation and study of the surface-layer composition of chemically modified silica nanoparticles // Russ. Nanotechnol. 2015. V. 10. № 1-2. P. 53.) https://doi.org/10.1134/S1995078015010218
  25. Круглова А.А., Зуев Б.К., Роговая И.В., Филоненко В.Г. Определение труднолетчих соединений в бензинах различных марок методом окситермографии и возможность идентификации поставщиков бензина // Хим. физика и мезоскопия. 2012. Т. 14. № 3. С. 457.
  26. Hori М. Total volatile organic compound (TVOC) as index of indoor air quality and its measuring and evaluation // J. Human-Environ. Syst. 2020. V. 23. № 1. P. 1. 10.1618/jhes.23.1' target='_blank'>https://doi.org/doi: 10.1618/jhes.23.1
  27. Будович В.Л., Полотнюк Е.Б. Контроль суммарного содержания летучих органических соединений в воздухе непроизводственных помещений // Химическая безопасность. 2019. Т. 3. С. 7.
  28. Liu Y.J., Impact of organic contamination on the electrical properties of hydrogen-terminated silicon under ambient conditions // Appl. Phys. Lett. 2002. V. 81. № 26. P. 4967. https://doi.org/10.1063/1.1532758
  29. Hua Q., Barbetti M., Worbes M., Head J., Levchenko V.A. Review of radiocarbon data from atmospheric and tree ring samples for the period 1950-1997 AD // IAWA J. 1999. V. 20. № 3. P. 261. https://doi.org/10.1163/22941932-90000690

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу
2. Fig. 1. Schematic representation of the improved experimental setup for studying the adsorption properties of solid materials used in background measurements with respect to organic compounds.

Жүктеу (420KB)
Метадеректер
3. Fig. 2. Procedure and stages for determining organic compounds adsorbed from room air on the surface of solid materials.

Жүктеу (709KB)
Метадеректер
4. Fig. 3. Kinetic curves of carbon dioxide formation during oxidation of organic compounds from the surface of platinum: 1 – passive adsorption for 5 days, 2 – passive adsorption for 3 hours, 3 – passive adsorption for 10 minutes.

Жүктеу (181KB)
Метадеректер

© Russian Academy of Sciences, 2025