ОСОБЕННОСТИ КОЛИЧЕСТВЕННОГО РЕНТГЕНОФЛУОРЕСЦЕНТНОГО АНАЛИЗА ЖЕЛЕЗА В УГЛЕРОДНОЙ МАТРИЦЕ
Аннотация
Особенности поведения наноматериалов, связанные с размерными эффектами, открывают возможности для варьирования свойств материалов без изменения химического состава. Тем не менее, знание точного химического состава, а также распределения химических элементов по компонентам наноструктуры необходимо для понимания природы исследуемого объекта. Особое место занимают углеродные наноматериалы, в частности, углеродные нанотрубки. На качество углеродных нанотрубок и их свойства влияет остаточное содержание катализаторов синтеза и другие примеси, поэтому для широкого применения нанотрубок и материалов на их основе необходима оценка чистоты и характеризация их свойств. В связи с этим существует потребность в качественном и количественном экспресс-анализе продуктов синтеза углеродных наноструктур. Одним из удобных и быстрых способов элементного анализа, в том числе и вследствие простоты пробоподготовки, является рентгенофлуоресцентная спектроскопия. Следует отметить, что на результаты количественного определения элементов с использованием данного метода анализа оказывают влияние факторы, связанные с особенностями строения исследуемого образца, которые могут непропорционально влиять на интенсивность флуоресценции. В связи с этим рентгенофлуоресцентный спектрометр необходимо калибровать для каждой исследуемой системы с близкой химической природой. В работе исследована возможность калибровки рентгенофлуоресцентного спектрометра для количественного определения остаточного железа в углеродной матрице. Исследования проводились с использованием образцов на основе коллоидного графита с добавлением соединений железа с отличающимися степенями окисления и лигандным окружением с концентрациями железа в интервале от 0 до 0,28 г/см3. Были построены калибровочные кривые для всех использованных соединений железа. Установлено, что во всех случаях они имеют выраженно нелинейный характер. Выдвинуто предположение, что отклонение калибровочных кривых от линейности обусловлено самопоглощением атомов железа. Отмечено, что влияние матричных эффектов в матрице коллоидного графита минимально, что было подтверждено дополнительной серией экспериментов с образцами различной толщины флуоресцирующего слоя и с образцами углеродных нанотрубок в виде пленок, в ходе которой также была установлена глубина проникновения первичного рентгеновского излучения - 0,39±0,01 мм.
Для цитирования:
Мохова А.И., Наумова В.А., Хасков М.А., Караева А.Р., Мордкович В.З. Особенности количественного рентгенофлуоресцентного анализа железа в углеродной матрице. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2023. Т. 66. Вып. 10. С. 6-13. DOI: 10.6060/ivkkt.20236610.3y.
Литература
Rakov E.G. // Russ. Chem. Rev. 2013. V. 82. N 1. P. 27–47. DOI: 10.1070/rc2013v082n01abeh004227.
Jović D., Jaćević V., Kuča K., Borišev I., Mrdjanovic J., Petrovic D., Seke M., Djordjevic A. // Nanomaterials. 2020. V. 10. N 8. P. 1508: 1-29. DOI: 10.3390/nano10081508.
Shchegolkov A.V., Shchegolkov A.V. // Ross. Khim. Zhurn. 2021. V. 65. N 4. P. 56-60 (in Russian). DOI: 10.6060/rcj.2021654.9.
Larionov K.V., Sorokin P.B. // ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2022. V. 65. N 11. P. 41-48 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20226511.5y.
Choudhary N., Hwang S., Choi W. Carbon nanomaterials: a review. Handbook of nanomater. properties. 2014. P. 709-769. DOI: 10.1007/978-3-642-31107-9_37.
Izmailova S.H., Kasenov B.J. // Vestn. KazNMU. 2015. N 2. P. 475-480 (in Russian).
Mitrofanova I.V., Milto I.V., Sukhodolo I.V., Vasyukov G.Yu. // Byul. Sib. Med. 2014. V. 13. N 1. P. 135-144 (in Russian). DOI: 10.20538/1682-0363-2014-1-135-144.
Kaur J., Gill G.S., Jeet K. Chapter 5. Applications of Carbon Nanotubes in Drug Delivery: A Comprehensive Review. Charact. Biol. of Nanomaterials for Drug Delivery. 2019. P. 113-135. DOI: 10.1016/B978-0-12-814031-4.00005-2.
Peng L.-M., Zhang Z., Wang S. // Mater. Today. 2014. V. 17. N 9. P. 433-442. DOI: 10.1016/j.mattod.2014.07.008.
Wen L., Li F., Cheng, H.-M. // Adv. Mater. 2016. V. 28. N 22. P. 4306–4337. DOI: 10.1002/adma.201504225.
Yeletsky A.V., Zitserman V.Yu., Kobzev G.A. // Tekhich. Nauki – ot teorii k praktike. 2013. N 27-2. 128 p. (in Rus-sian).
Khuzin A.F., Gabidullin M.G., Rakhimov R.Z., Gabidullina A.N., Stoyanov O.V. // Vestn. KNITU. 2013. N 5. P. 65-68 (in Russian).
Cécile A.C., Chazot A., Hart J. // Compos. Sci. Technol. 2019. V. 183. P. 107795: 1-17. DOI: 10.1016/j.compscitech.2019.107795.
Mordkovich V.Z., Khaskov M.A., Naumova V.A., De V.V., Kulnitskiy B.A., Karaeva A.R. // J. Compos. Sci. 2023. V. 7. Р. 79-89. DOI: 10.3390/jcs7020079.
Lelièvre C., Rouwane A., Poirier I., Bertrand M., Gallon, A. Murat. // Environ. Technol. 2020. V. 42. N 28. P. 4466-4474. DOI: 10.1080/09593330.2020.1763479.
Schramm R. // Phys. Sci. Rev. 2016. V. 1. N 9. P. 20160061: 1-17. DOI: 10.1515/psr-2016-0061.
Aidene S., Khaydukova M., Pashkova G., Chubarov V., Savinov S., Semenov V., Kirsanov D., Panchuk V.V. // Spectrochim. Acta, Part B. 2021. V. 185. P. 106310: 1-6. DOI: 10.1016/j.sab.2021.106310.
Takahashi G. // Rigaku J. 2015. V. 31. N 1. P. 26-30. DOI: 10.1002/9780470027318.a6806m.
Khaskov M.A., Karaeva A.R., Denisov V.N., Kulnitsky B.A., Mordkovich V.Z. // ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2013. V. 56. N. 7. P. 76-79 (in Russian).
Karaeva A.R., Khaskov M.A., Mitberg E.B., Kulnitskiy B.A., Perezhogin I.A., Ivanov L.A., Denisov V.N., Ki-richenko A.N., Mordkovich V.Z. // Fuller. Nanotub. Carbon Nanostruct. 2012. V. 20. P. 411–418. DOI: 10.1080/1536383X.2012.655229.
Smrþka D., Procházka V., Novák P., Kašlík J., Vrba V. Iron Oxalate Decomposition Process by Means of Mössbauer Spectroscopy and Nuclear Forward Scattering. Mössbauer spectroscopy in mater. science. 2016. DOI: 10.1063/1.496608.
Okotrub A.V., Gorodetskiy D.V., Gusel'nikov A.V., Kondranova A.M., Bulusheva L.G., Korabovska M., Meija R., Erts D. // Materials. 2022. V. 15. N 19. 6639. DOI: 10.3390/ma15196639.
Karaeva A.R., Mordkovich V.Z., Khaskov M.A., Mitberg E.B., Kulnitsky B.A., Kirichenko A.N., Denisov V.N., Perezhogin I.A. // ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2012 V. 55. N 6. P. 20-25 (in Russian).
Michal Fulem, Květoslav Růžička, Ctirad Červinka, Marisa A.A. Rocha, Luís M.N.B.F. Santos, Robert F. Berg // J. Chem. Thermodyn. 2013. V. 57. P. 530-540. DOI: 10.1016/j.jct.2012.07.023.
Shaw M., Humbert M.S., Brooks G.A., Rhamdhani M.A., Duffy A.R., Pownceby M.I. // Minerals. 2023. V. 13. N 1. P. 79: 1-12. DOI: 10.3390/min13010079.
Chubarov V.M., Finkel’shtein A.L. // J. Analyt. Chem. 2010. V. 65. N 6. P. 620–627. DOI: 10.1134/s1061934810060122.
Kuzmina T.G., Troneva M.A., Romashova T.V. // J. Analyt. Chem. 2019. V. 74. N 3. P. 255–261. DOI: 10.1134/s1061934819030080.
Pistorius P.C., Verma N. // Microscopy Microanalysis. 2011. V. 17. N 6. P. 963–971. DOI: 10.1017/S1431927611012268.
Sharanov P.Y., Alov N.V. // J. Analyt. Chem. 2018. V. 73. N 11. P. 1085-1092. DOI: 10.1134/S1061934818110126.
