Физико-химические основы и кинетический анализ процессов радиоионизационного детектирования в газовой хроматографии
Диссертация
Совокупность сформулированных задач для широкого класса радиоионизационных методов детектирования в постоянном токе составляет новое направление в теории и методологии газовой хроматографии, определенное и развитое в настоящей работе. В рамках этого направления разработаны физико-химические основы радиоионизационных методов детектирования осуществлен кинетический анализ основных процессов… Читать ещё >
Содержание
- ВВЕДЕНИЕ. г
- Глава I. КЛАССШИКАЦИЯ МЕТОДОВ И КИНЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПРОЦЕССОВ РАДИОИОНИЗАЦИОННОГО ДЕТЕКТИРОВАНИЯ. ДЕТЕКТОРЫ И МЕТОДЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ОПРВДЕМИЯ ИХ ХАРАКТЕРИСТИК
- 1. 1. Классификация. V
- 1. 2. Ионизация компонентов газового раствора электронным ударом
- 1. 3. Кинетика процессов с участием метастабильных атомов и молекул инертных газов
- 1. 4. Кинетика процессов с участием отрицательных ионов. Роль объемных зарядов
- 1. 5. Детекторы. Методы экспериментального определения характеристик детектирования з
- Выводы к главе I
- Глава. МЕТОДЫ ДЕТЕКТИРОВАНИЯ НА ОСНОВЕ ЭФФЕКТА ПЕННИНГА
- РЕЖИМ ТОКА НАСЫЩЕНИЯ
- 2. 1. Общие замечания
- 2. 2. Механизм и кинетика эффекта Пеннинга. Основные характернотики детектирования
- 2. 3. Условия малых энергетических потерь. Гелиевый метод детектирования
- 2. 4. Неоновый метод детектирования
- 2. 5. Аномалия эффекта Пеннинга в неоновом детекторе. Механизм и кинетический анализ
- 2. 6. Флуктуация ионизационного тока в режиме насыщения. Порог чувствительности. НО
- Выводы к главе 2
- Глава 3. ДЕТЕКТИРОВАНИЕ В РЕЯШЕ ИОНИЗАЦИОННОГО УСИЛЕНИЯ
- 3. 1. Общие замечания
- 3. 2. Кинетика эффекта Пеннинга при ионизационном усилении. Основная характеристика аргонового детектора
- 3. 3. Эффективность образования метастабилъных атомов. Линейность и чувствительность аргонового детектора
- 3. 4. Влияние неупругих соударений электронов на кинетику образования метастабилъных атомов. Связь чувствительности детектора с концентрацией примесей
- 3. 5. Гелиевые и неоновые детекторы. Связь сигнала с концентрацией анализируемого вещества
- 3. 6. Новая обработка результатов Кргойтхоффа и Пен-нинга
- 3. 7. Детектирование при больших коэффициентах ионизационного усиления. Г
- 3. 8. Флуктуации тока в режиме ионизационного усиления
- 3. 9. Детектирование с пространственным разделением возбуждения и ионизации
- Выводы к главе 3
- Глава 4. ДЕТЕКТИРОВАНИЕ ПО ПОДВИЖНОСТИ И ЭНЕРГИИ ЭЛЕКТРОНОВ
- 4. 1. Детектирование по подвижности электронов в режиме тока проводимости
- 4. 2. Детектирование по подвижности и энергии электронов в режиме ионизационного усиления
- Выводы к главе
- Глава 5. ЭЛЕКТР0Н0 ЗАХВАТНЫЕ МЕТОДЫ ДЕТЕКТИРОВАНИЯ
- 5. 1. Общие замечания
- 5. 2. Механизмы и теории электронезахватного метода детектирования.Влияние.поля отрицательных зарядов на скорость электрэн-иоиной рекомбинации
- 5. 3. Экспериментальные исследования метода
- 5. 4. Детектирование в униполярном разряде
- 5. 5. Детектирование в режиме постоянной скорости рекомбинации
- 5. 6. Флуктуации тока проводимости
- 5. 7. Порог чувствительности. Связь с активностью fi -источника
- Выводы к главе 5. 2v
- Глава 6. ДЕТЕКТИРОВАНИЕ В БИНАРНЫХ ГАЗАХ-НОСИТЕЛЯХ. 2ои
- 6. 1. Общие замечания
- 6. 2. Влияние ионизующихся примесей на характеристики аргонового и гелиевого детектирования в режиме ионизационного усиления
- 6. 3. Детектирование по подвижности и энергии электронов в бинарном газе-носителе. Режим ионизационного усиления
- 6. 4. Детектирование по подвижности электронов в бинарном газе-носителе, содержащем электроакцепторное вещество. Режим тока проводимости
Список литературы
- Нуховицкий A.A., Туркельтауб Н. М. Газовая хроматография. Гостоптехиздат, 1962.
- Гольберт К.А., Вигдергауз М. С. Курс газовой хроматографии. М. Химия. 1967.
- Jentzsch D., Ottre Е. Detektoren. in der Gas-Chromatographie. Frankfurt am Mein. 1970.
- Шдаух Л.Дж. Время срабатывания и чувствительность к колебаниям потока детекторов для хроматографии газов. В книге: Успехи и достижения газовой хроматографии. М. Гостоптехиздат. 1961. 166−173.
- Смирнов Б.М. Возбужденные атомы. М. Атомиздат. 1982.
- Мак-Касер М. Эксимеры инертных газов. В книге: Эксимер-ные лазеры. М. r.fep. 1981.
- Грановский В.Л. Электрический ток в газе. Том I. Общие вопросы электродинамики газов. RWI. Гостехиздат. 1952.
- Грановский В.Л. Электрический ток в газе. Установившийся ток. М. Наука. 1971.
- Калмановский В.И. О физических характеристиках детекторов для газовой хроматографии. Труды по химии и химической технологии. Горький. Научно-исследовательский институт химии Горьков-ского университета игл.Н. И. Лобачевского. Выпуск 3. i960. 545−548.
- Бражников В.В. Дифференциальные детекторы для газовой хроматографии. М. Наука. 1974.
- Ротин В.А. Р^диоиоштзационное детектирование в газовой хроматографии. М. Атомиздат. 1974.
- Lovelock J.E. Ionization Metods, for the Analysis of Gases and Vapors. Analytical Chemistry. USA,.1961, V.33, N2, 162−178.
- Karmen A., Giuffrida L., Bowman R.L. Comparison of helium and argon, in ionization detektors. Journal of chromatography. Amsterdam. 1962, V.9,N1, 13−2n.
- Лёб JI. Основные процессы электрических разрядов в газах. М-Л. Гостехтеориздат. 1950.
- Энгель А. Ионизованные газы. М. Физматгиз. 1959.
- Аглинцев К.К. Дозиметрия ионизирующих излучений. М. Гос-техиздат. 1967.
- Калашникова В.И., Козодаев М. С. Детекторы элементарных частиц. М. Наука. 1966.
- Boer Н. Vapour Phase Chromatography. (D.H.Desty, Hrsg). Butterworth Co., Ltd. London, 1957, 169.
- Stefan A., Jost W. Diffusion in Solids, Liquids and Gases. Academic Press. New York, 1952.
- Лавлок Дж. Аргоновые детекторы. Там же. 27−44.
- Калмановский В.И. О некоторых особенностях измерения линейности хроматографических детекторов методом экспоненциально убывающей концентрации. В книге: Газовая хроматография. НИИТЭХИМ. Выпуск I. 1964, 72−75.
- Castello G., Munari S. Analisi di inguinanti atmosferici gasosi per via gascromatografica con revelatore a elio metastabile. La Chemica e L’Industria. 1969, V.51, N 5, 469−476.
- Смирнов В.И. Курс высшей математики. М. Наука. 1965, т.2, 629.
- Руководство по газовой хроматографии. М. Мир. 1969.
- Харрис В., Хебгуд Г. Газовая хроматография с програмирова-нием температуры. М. Мир. 1968.
- Юсфин B.C., Нуховицкий A.A., Григорьев Г. С. йетод многократного термоадсорбционного концентрирования. Известия Вузов. Чёрная металлургия. № II, 1970, 21−23.
- Юсфин B.C., Охотников Б. П., Ротин В. А., Хохлов В. Н., Афанасьев М. И., Погосбекян Г. В., Филатова З. И. Хроматографическое определение микропримесей воды в природном газе. Заводская лаборатория. 1975, № 5, 542−5447
- Смирнов Б.М. Атомные столкновения и элементарные процессы в плазме. М. Атомиздат. 1968.
- Knapp J. Z., Meyer A.S. Performance of Argon Detectors in the Field-Intersified Current Region. Analytical Chemistry. USA. 1964, V.36, N 8, 1430−1441.
- Веденеев В.И., i’урви ч Л.В., Кондратьев В. Н., Медведев В. А., Франкевич Е, Л. Энергии разрыва химических связей, потенциалы ионизации и сродство к электрону. Справочник. АН СССР. 1962.
- Lovelock J.E. A sensitive detector for gas chromatography. Journal of ch--cmntograDhv. Amsterdam. 1958, V.1, N 1, 35−46.
- Lovelock J.E. Measurement of Low Vauour Concentrations by Collision with Excited Rare Gas Atoms. Nature. England. 1958, V.181, N4621, 1460−1462.
- Ловелок Дж., Джеймс А., Пипер Е. Новый тип ионизационного детектора для газовой хроматографии. В книге: Газовая хроматограф фия. Издатинлит. 1961, 4C6−4I8.
- Ловелок Дж. Аргоновые детекторы. В книге: Газовая хроматография. Труды III международного симпозиума по газовой хроматографии в Эдинбурге. М. Мир. 1964, 27−44.
- Бражников В7 В., Ротин В. А. Хроматографические детекторы для анализа газов и паров органических веществ в атмосферах земли и планет. Институт космических исследований АН СССР. .1972.
- Bothe U.K., Leonardt J. Uber der Einsatz des Argon-Ionisationdetektors Zur Spurenanal. yse Anorganischer Gase. Journal of Chromatography. USA. 1965, V.19, N 1, 1−11.
- Руденко Б.А., Метляева С. Я. Конструкция аргонового ионизационного детектора без радиоактивного изотопа. Заводская лаборатория. 1969, т.05, К? 2, 156−157.
- Ротин В.А. Ионизационные детекторы для газовой хроматографии. Труды Всесоюзного семинара по применению изотопов в химической и нефтеперерабатывающей промышленностиСг. Ереван, 1963) Атомиздат. 1964, Y5−83.
- Sims R-P-A- A note on the use of partially-overloadedray ionisation detectors in gas, chromatography. Journal. of Chromatag: graphy. Amsterdam, Elsevier. 1962, V 8, N 4, 558−54−9.
- Martin J.L. Elimination of the Water Effect on Argon Ionisation Detectors fitted to Pye Chromatographs. Analyst. Cambridg. 1963, V.88, N 1045, 326−330.
- Schmdt-Kuster W., Weisner L. Besordere Probleme bei der Entwiclung und Anwendung vor Ionisationsdetektoren in der Gaschromatographie. Erdohl und Kohle. Hamburg. 1962, V.15, N 3,193.2П9.
- Yamahe M. A new Argon Ionization Detector for Gas Chromatography. Journal of Chromatography. Amsterdam. 1962, V.9, N 2, 162−172.
- Jamane Li. Operational mechanism and t>erformance of a subsidiary discharge argon ionization detector. Journal of chromatography. Amsterdam. 1963, V.11, N 2, 158−172.
- Berry R. An Ultra-sensitive Ionization Detektor for Permanent Gas Analysis. Nature. England. 196D. V.188, N 4750, 578−579.. .
- Wiseman VI.A. Detection by Ionization of Gases in Helium used in Gas Chromatography. Nature. England. 1961, V.192,1. N 4806, 964−965.
- Berry R. Comparison of Helium and Argon in Ionization Detectors. Nature. England.1961, V.190, N4782, 1187−1188.
- Ellis J. F, Forrest С. V/. Analysys of permanent gasesby gas-solid chromatography using an ionisation method for detection. Analytica chimica acta. Amsterdam. 1961, V.24, N 4, 329 333.
- Karmen A., Giuffrida L., Bowman R.L. Detektion by Ionization of Atmospheric Gases during Analysis by Gas Chromatography.Nature. England. 1961, V.191, N4791, 906−907.
- Galwey A.K. Application of the radioactive ionization detector to the determination of permanent gases by pas chromatography and some uses in. studies ofchemical kinetics. Talanta. London. New York, 1962, V.9, N 10, 1043−1052.
- Hartmann C.H., Dimick K.P. Helium Detector for Permanent Gases. Journal of Gas Chromatography. USA. 1966, V.4, N 5, 165−167.
- Bourke P.J., Gray M.D., denton W.H. Simpler Purification of Helium. Journal of Qfaromatography. Amsterdam. 1965, V.19,1. N 1, 189−1Q1.
- Bourke P.J., Dawson R.W., Denton V/.H. Increased sensitivity of a radioactive ionization detector. Journal of Chroma-uogra craphy. Amsterdam. 1965, V.19, N 2, 42S-427.
- Гнаук Г. Газохроматографическое определение перманентных газов р -ионизационным детектором. Газовая хроматография в 1961 году. М. Гостоптехиздат. 1963, 68−72.
- Ротин В.А. Ионизационные методы детектирования с применения ем трития. Тезисы докладов III Всесоюзной научно-технической конференции по газовой хроматографии. Москва, 27−30 мая 1964 г, 49.50.
- Ротин В.А. Ионизационные методы детектирования с применением трития. В книге: Газовая хроматография. Выпуск 1У.
- НИИТЭХИМ. Москва. 1966, 53−58.
- Qtvos J.W., Stivenson.Р. Gross-Sections of Molecules for Ionization by Electrons. Journal of the American Chemical Society. USA. 1956, V.78, N 5, 546−551,
- Deal C.H., Otvos J.W., Smith V.N., Lucco P. S. A Radiological Detector for Gas Chromatography. Analytical Chemistry. USA. V.28, N 12, 1958−1964.
- Ivlatousek S. Ionizacni detektor pro plynovou chromatogra-fii. Chemicky prumycl. Rocnik 10.1960, N 1, 16−21.
- Матоушек С. Сравнение интегральных и дифференциальных детекторов. В книге: Газовая хроматография. М. Мир. 1964, 90−109.
- Platzman R.L., Jesse V/.P. Argonne National Laboratory. Quarterly Rept. N 4944, 1952.
- Jesse 17.P., Sadauskis J. Ionization by Alpha Parcticles in Mixtures of Gases. The Phisical Reviev. New York. 1955, V.1on, N 6, 1755−1762.
- Хастед Дж. Физика атомных столкновений. М. Мир. 1965.
- Ротин В.А. Ионизационные Методы детектирования постоянных газов с применением тритиевых мишеней. Изотопы в СССР. 1966,5, 19−22.
- Охотников Б.П., Ротин Б. А., Хохлов В. Н., Юсфин B.C. Новые хроматографические методы определения микропримесей в газах. В книге: Хроматография. М. ВИНИТИ. 1978, т.2, 28−48.
- Векслер В., Грошев JI., Исаев Б. Ионизационные методы исследования излучений. M-JI. Гостехиздат. 1950.
- Озиранер С.Н., Газиев Г. А., Яновский М. И., Корняков B.C. Применение ионизационного детектора на прометии-147 в хроматографии газов. В книге: Газовая хроматография. 'Груды i Всесоюзной конференции по газовой хроматографии. АН СССР. I960, 199−203.
- Франк Ю.А., Яновский М. И. Микроионизационный детектор для капиллярной газо-жидкостной хроматографии на прометии-14У без применения поддува. Кинетика и катализ. 1961, т. 2, 292−294.
- Simonds P.G., Lovelock J."ГС. Ionization Gross-Section Detector as a Reference Standard in Quantitative Analysis by Gas Chromatography. Analytical Chemistry. USA. 1963, V.35, N 1345−1348.
- Lovelock J.E., Shoemake G.R., Zlatkis A. Improved Ionization Gross- Section Detectors. Analvtical Chemistry. USA. 1964, V.3? V.3S N 8, 1410−1415.
- Ivreuthoff A.A., Penning P.M. Physica. 1937, V.4, 450.
- Ротин В.А. К теории аргонового детектора. В книге: Автоматизация технологических процессов. Труды ВНлИКАНЕФТЕГАЗ. Выпуск 2 М. Недра. 1968, 201−206.
- Ротин В.А. Некоторые вопросы теории аргонового и гелиевого детектора. Заводская лаборатория. 1967, № 11, 1446−1450.
- Кондон Р.П., Шолли П., Аверилл В. Сравнение двух ионизационных детекторов. В книге: Газовая хроматография. Труды III Международного симпозиума по газовой хроматографии в Эдинбурге. М. Мир. 1964, 45−64.
- Ротин В.А. О детектировании постоянных газов аргоновым детектором. В книге: Автоматизация технологических процессов. Труды ВНИИКАНЕФТЕГАЗ. Выпуск 2. М. Недра. 1968, 207−213.
- Kruithoff A.A., Druyvesteyn M.Y. The Townsend ionization С Coefficient and some elementary Processes in neon with small Admixtures of Argon. Physica. 1937, V.4, N 6, 450−46?.
- Ротин В.А., Нуховицкий А. А. Ионизационный детектор для газовой хроматографии. А.С. К? 160 364. Бюллетень изобретений и товарных знаков. 1964, № 3, 67.
- Shahin М.М., Li’о sky S.R. The Mechanisms of Operation of a New and Highly Seneitive Ionization System for the Detectionof Permanent Gases and Organic Vapors by Gas Chromatography. Analytical Chemistry. USA. 1963, V.35, N 4, 467−474.
- Lip sky S.R., Shahin 1Л.М. Sensitive Ionization System for the Detection of Permanent Gases and Organic Vapours by Gas Chromatography. Nature. England. 1963, V.197, N 4867, 625−626.
- Lovelock I.E. An Ionization Detector for Permanent Gases. Nature. England. 1960, V.187,.N 4731, 49−50.
- Lovelock J.E., Lipsky S.R. Electron Affinity Spectroscophy -ANev- Method for the Identification of Functional Groups in Chepic mical Compounds Senarated by Gas Chromatography. Journal of the American Chemical society. USA. 1960, V.82, N 2, 431−433.
- Lovelock J.E. Affinity of Organic Compounds for free electrons With thermal energy: its possible significance in biology. Nature. England. 1961, V.189, N 4766, 729−732.
- Hartman С.H., Oaks D.M., Dimick K.P. Varian Aerograf Bulletin 2/66, W-120, 1966.
- Ротин 3.A., Брауде A.iO. Об одном механизме детектирования электроотрицательных веществ. В книге: Автоматизация технологических процессов. Труды ВНИИКАНЕФТЕГАЗ, выпуск 4, 1972, 166−173.
- Брауде A.iO., Ротин В. А. Детектирование электроотрицательных веществ в униполярном разряде. В книге: Автоматизация технологических процессов. Труды ВНИИКАНЕФТЕГАЗ, выпуск 4, 1972, 174−179.
- Мак-Даниэль И. Процессы столкновений в ионизованных газах. М. Мир. 1967,
- VJentworth U.Е., Becker R.S. Potential Method for the Determination of Electron Affinites r>f Molecules. Application to Some Aromatic Hidrocarbons. Journal of the American chemical sosiety. USA. 1962, V.84, N 21, 4263−4266.
- Wentworth V/.E., Chen E., Lovelock J.E. The Pulse-Sampling Technique foi' the Study of Electron-Attachment Phenomena. The Journal of Physical Chemistry. USA. 196ft, V.70, N 2, /^5−458.
- Devaux P., Guiochon G. Emploi du detecteur a capture electronique en chromatographic en ohase gaseuse. Bulletin de la Societe chimiaue de France. Paris. 1966, N 4, 1404−1417.
- Devaux P., Guiochon G. The Variations of the Response Factors of the Electron Capture Detector with Various Parameters. Journal of Gas Chromatography. USA. 1967, V.5, N 7, 341−352.
- Devaux P., Guiochon G. Determination of the Optimum One-rating Conditions of the Electron Capture Detector. Journal of Chromatographic science. USA. 1970, V.8, N 9, 502−508.
- Lovelock J.E., Zlatkis A., Becker R.S. Affinity of poli-cyclic aromatic hidrocarbons for electrons with thermal energies: its possible significance in carcinogenesis. Nature. England. 1962, V.193, N 10, 40−41.
- Hartman C.H. Gas. chromatography detectors. Analytical Chemistry. USA. 1971, V.43, N 2, 113−125.
- Zlatkis A., Pettitt B.C. Effect of Detector Temperature of the Sensitivity of Some Electron Absorbing Derivatives. Chromatograohy. New-York. 1969, V.2, N11,484−492.
- Fenimore D.C. Linearisation of Electron Capture Detector Response by Analog Conversion. Analytical Chemistry. USA. 1968, V.40, N 10, 1594−1596.
- Pettitt B.G., Simmdnds P.G., Zlatkis A. Influence of Detector Temperature on Sensitivity of Electron Absorbing Derivatives. Journal of Chromatographic science. USA- 1969, V.7,1. N 11, 645−650.
- Fenimor D.C., Davis C.M. Linear Electron Capture Detection. Journal of Chromatographic Science. USA. 1970, V.8, N 9, 519−523.
- Morrison M.E., Corcoran Y/.H. Optimum Conditions and Variability in Use of Pulsed Voltage in Gas-Chromatographic Determination of Parts-Per-Million Quantitaties of Nitrogen Dioxide. «Analytical Chemistry. USA. 1967, V.39, N 2, 255−258.
- Maggs R.J., Joynes P.L., Davies A.J., Lovelock J.E. The Electron Capture Detcctor a nev Mode of Operation. Analytical Chemistry. USA. 1971. V.43, N 14, 1966−1971.
- Skolnick M. The Concentric Cylinder Electron Capture Detector Standing in the DC and Pulsed Voltage Modes. Journal of Chromatographic Science. USA. 1C69, V.7, N 5, 300−304.
- Gregory N.L. A protected radioactive source for electron capture and other gas chromatographic detectors. Journal of chromayography. Amsterdam. 1964-, V.13, N 1, 26−32.
- Guilbault G.G., Herrin C. The use of air as carrier gas in the electron capture detector. Analytica chimica acta. Amsterdam. 1966, V.36, N 2, 252−255.
- Chamberlain A.T. The liquid chromatograph electron capture detector. Sci. and Ind. Ned. 1978, N 11, 4−5.
- Popp P., Leonard I., Opperman G. Untersuchungen zu einer Elektronenanlagerungsspektroskonie mit Elektronenanlagerungsdetektoren. Journal of Chromatograohie, 1978? N 17"127.136.
- Miller D.A., Grimsrud E.P. Correlation of electron capture response enhancements caused by oxygen with chemical abruc-ture for chlorinated, hydrocarbons. Analytical Chemistry. 1979, v. 51, 11 7, 851−859.
- Willis V. Analysis bi Gas Chromatography of a Pure Sample With an Impure Carrier. Nature. England. 1959, V.183,1. N 4677, 1754.
- Willis V. Analysis of Permanent Gases by Gas Chromatography Using a Radioactive Ionization Type Detector. Nature. England. 1959, V.1R4, N 4690, 894.
- Hill D.W., Newell H.A. The variation with polarising vol voltage of the zesponse to metane, carbon dioxide and nitrons oxide, of a macroargon ionisation detector for gas chromatography. Journal of Chromabography. Amsterdam. 1968, V.32, F- 4,737.739.
- Landowne R.A., Lipsky S.R. Gas chromatographyc Analysis of Permanent Gases using Standard Ionization Detector Equipment. Nature. England. 1961, V.189, N 18, 571−572.
- Lesser R. Nachweis sehr kleiner Mengen anorganischer Gase mit einem Ionisationsdetektor. Angewandte Chemie. Berlin. 1960, V.72, N 21, 775−777.1. Щ Гдйрёк^р- ВНИИХром1982г
- В области электронозахватного детектирования: — впервые в СССР разработан и внедрен в 1967 г в составе хроматографа ХТ-63 электроно захватный детектор с тритиевым уб -источником.
- Работы, включенные в настоящий акт, выложены при непосредственном участии соискателя.
- Главный конструктор проекта ВШШром1. Ок^-у А. А. Дацкевич
- Главный конструктор проекта ВШПЩюм1. Е. Б. Шмиделъ
- Зав. лабораторией ВНИИХром, канд. технических наук:1. Б. Г. Гелылан
- Завлабораторией ИМ АН СССР доктор/н|из~^Дт. наук1. Л.М.Мухин
- Заведующей отделом СКВ ЙОХ СССР1. В.В.Гаврилово