Новые направления применения ионных жидкостей в аналитической химииНИР

Источник финансирования НИР

грант РФФИ

Этапы НИР

# Сроки Название
1 1 марта 2014 г.-25 декабря 2014 г. Новые направления применения ионных жидкостей в аналитической химии
Результаты этапа: Ионные жидкости, ИЖ, затвердевающие при комнатной температуре (низкоплавкие органические соединенияч, НИОВ), использованы для создания чувствительного слоя ион-селективных электродов, ИСЭ. В качестве основы для модификации использовали печатные электроды с индикаторной поверхностью из графитовой пасты. На поверхность наносили расплавленную ИЖ, после затвердевания расплава электрод был готов к работе. Твердотельный ИСЭ на основе бромида 1,3-дигексадецилимидазолия, DHDImBr, проявляет отклик на бромид-ион. Наклон электродной функции приближается к теоретическому, время отклика не превышает 15 сек. Данный ИСЭ сравнивали с ИСЭ традиционной конструкции с пластифицированной полимерной ПВХ мембраной (тот же электродоактивный компонент, DHDImBr). Последний проявил обычные свойства ИСЭ на основе анионообменника, его селективность соответствует ряду липофильности Гофмейстера. Селективность твердотельного ИСЭ со слоем НИОВ намного выше, при этом ряд селективности - принципиально иной, существенно отличающийся от ряда Гофмейстера. В частности, не мешают определению относительно липофильные, крупные анионы. Так, в случае тетрафенилбората выигрыш твердотельного электрода в селективности достигает 9 порядков. Наиболее вероятное объяснение заключается в том, что крупные анионы дискриминируются из-за стерических ограничений, накладываемых твердым ион-чувствительным материалом кристаллической природы. Рентгенофазовый анализ подтвердил кристалличность твердого НИОВ DHDImBr. Изучен ряд ИСЭ на анионы на основе селективных ионофоров, порфиразинов металлов, и ионной жидкости (служит ионогенной добавкой). ИСЭ на основе порфиразина марганца(III) с добавкой хорида 1,3-дигексадецилимидазолия использован для определения иодида. Исследована возможность применения ИЖ с высоким содержанием растворенной воды для солюбилизации гидрофильных органических реагентов и экстракции ионов металлов. Использованы ИЖ N- лауроилсаркозинат тетраоктиламмония (TOALS) и салицилат триоктилметиламмония (TOMAS). Исследовано межфазное распределение в различных условиях. Известные водорастворимые аналитческие реагенты Арсеназо I, Арсеназо III, Ксиленоловый оранжевый, Ализариновый красный С, Нитрозо-Р соль хорошо экстрагируются в TOALS и TOMAS в широком диапазоне pH. Извлекаются и ионы металлов, образующие устойчивые комплексы с реагентами, например, Со(II) с Нитрозо-R солью, НРС. Изучена экстракция кобальта, определен состав экстрагирующегося соединения. Разработана методика чувствительного и селективного экстракционно- фотометрического определения кобальта. Изучена возможность применения ИЖ с высоким содержанием растворенной воды TOALS и TOMAS для извлечения из водных растворов белков - альбумина, лизоцима, гемоглобина – в в зависимости от рН водной фазы, времени контакта фаз, соотношения объемов водной и органической фаз и концентрации. Извлечение лизоцима не превышает 30% (Vo:Vв=1:10) в интервале рН 6-12. Альбумин осаждается из водных растворов при контакте с ионными жидкостями. Гемоглобин эффективно извлекается из водных растворов в двухфазных системах с TOALS или TOMAS, однако не переходит в ИЖ, а выделяется на границе раздела фаз.
2 1 января 2015 г.-31 декабря 2015 г. Новые направления применения ионных жидкостей в аналитической химии
Результаты этапа: Ионные жидкости, ИЖ, затвердевающие при комнатной температуре (низкоплавкие органические соединения, НИОВ), использованы для создания чувствительного слоя ион-селективных электродов, ИСЭ. В качестве основы для модификации использовали печатные электроды с индикаторной поверхностью из графитовой пасты. На поверхность наносили расплавленную ИЖ, после затвердевания расплава электрод был готов к работе. ИСЭ на основе бромида 1,3-дигексадецилимидазолия, DHDImBr, проявляет отклик на бромид-ион. Селективность ИСЭ со слоем НИОВ намного выше чем у обычного ИСЭ с полимерной мембраной, содержащей тот же электродоактивный компонент; при этом ряд селективности принципиально отличается от обычного ряда Гофмейстера: не мешают определению относительно липофильные, крупные анионы. Так, в случае тетрафенилбората выигрыш в селективности достигает 9 порядков. Наиболее вероятное объяснение заключается в дискриминации крупных анионов из-за стерических ограничений, накладываемых твердым ион-чувствительным материалом кристаллической природы. Рентгенофазовый анализ подтвердил кристалличность твердого DHDImBr. Исследовали ИСЭ с различными токоотводами (Ag, Au, Pt, различные печатные электроды). Практически все ИСЭ демонстрируют хорошие аналитические характеристики, однако только печатные электроды с индикаторной поверхностью из графита обеспечивают длительное время функционирования сенсоров. Электроды на основе ИЖ DHDImX (X-=Cl, Br, I, SCN, NO3) использовали для создания мультисенсорной системы типа «электронный язык» для анализа многокомпонентных смесей анионов; проведена классификация ряда минеральных вод с помощью системы сенсоров. Разработан также ряд ИСЭ на анионы на основе селективных ионофоров, порфиразинов металлов, и ионной жидкости (служит ионогенной добавкой). Исследована возможность применения ИЖ с высоким содержанием растворенной воды для солюбилизации водорастворимых органических реагентов и экстракции с ними ионов металлов. Использованы ИЖ N- лауроилсаркозинат тетраоктиламмония (TOALS) и салицилат триоктилметиламмония (TOMAS). Известные аналитические реагенты Арсеназо I, Арсеназо III, Ксиленоловый оранжевый, Ализариновый красный С, Нитрозо-Р соль хорошо экстрагируются в TOALS и TOMAS в широком диапазоне pH. Извлекаются и ионы металлов, образующие устойчивые комплексы с реагентами. Изучена экстракция кобальта с Нитрозо-R солью, определен состав экстрагирующегося соединения, разработана методика экстракционно-фотометрического определения кобальта. Исследована экстракция скандия в TOMAS и TOALS (III) в присутствии Арсеназо III; извлечение Sc из кислых растворов близко к количественному. Ряд ионов тяжелых металлов экстрагируются в ИЖ без дополнительных реагентов; исследовали экстракцию кадмия (II), свинца (II), меди (II). Для кадмия предложены схемы экстракции в TOALS из нейтральных/слабощелочных и кислых хлоридных водных растворов. Показано, что несмешивающуюся с водой ИЖ TOALS для экстракции можно получать непосредственно в анализируемом водном растворе, in situ, при смешении солей - поставщиков аниона и катиона ИЖ. Характеристики экстракционных систем на основе образующейся in situ и заранее приготовленной ИЖ существенно различаются. Изучена возможность применения ИЖ с высоким содержанием растворенной воды TOALS и TOMAS для извлечения из водных растворов белков - альбумина, лизоцима, гемоглобина. Извлечение лизоцима невелико; альбумин осаждается из водных растворов при контакте с ионными жидкостями; гемоглобин эффективно извлекается из водных растворов, однако не переходит в ИЖ, а выделяется на границе раздела фаз

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".