ПОЛУЧЕНИЕ МЕМБРАН ИЗ ДИАЦЕТАТА ЦЕЛЛЮЛОЗЫ ДЛЯ ТВЕРДОФАЗНОЙ ФЛУОРЕСЦЕНЦИИ ПОЛИЦИКЛИЧЕСКИХ АРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ

  • Svetlana M. Rogacheva Саратовский государственный технический университет им. Ю.А. Гагарина
  • Elena V. Volkova Саратовский государственный технический университет им. Ю.А. Гагарина
  • Anna V. Strashko Саратовский государственный технический университет им. Ю.А. Гагарина
  • Anastasiya V. Sirotina Саратовский государственный технический университет им. Ю.А. Гагарина
  • Anna B. Shipovskaya Саратовский государственный технический университет им. Ю.А. Гагарина
  • Tamara I. Gubina Саратовский государственный технический университет им. Ю.А. Гагарина
DOI: https://doi.org/10.6060/tcct.20165912.5476
Ключевые слова: диацетат целлюлозы, мембрана, полициклические ароматические углеводороды, твердофазная флуоресценция

Аннотация

Исследование посвящено разработке состава формовочного раствора для приготовления мембран из диацетата целлюлозы (ДАЦ) с целью их последующего применения в качестве матриц для твердофазной флуоресценции (ТФФ) полициклических ароматических углеводородов (ПАУ). Мембраны готовили в стандартных условиях сухим методом из 1,2 – 8,0 масс.% растворов ДАЦ в ацетоне и смеси ацетон : вода в соотношении компонентов от 99 : 1 до 93 : 7. В качестве модельного ПАУ был взят пирен, который сорбировали на мембране и определяли его ТФФ-сигнал. Наилучшая сорбция наблюдалась на мембранах ДАЦ, приготовленных из раствора состава ацетон : вода (95 : 5 по объему) с концентрацией полимера 3,6 масс.%. Полученные мембраны сравнили с коммерческим образцом ДАЦ по эффективности сорбции пирена. В диапазоне концентраций пирена в сорбате 10-6–10-8 M ТФФ сигнал был получен только на лабораторном образце. Исследование энергетических характеристик и морфологии поверхности лабораторной и коммерческой мембран показали, что образцы имеют большие различия в размерах пор и морфологии поверхности. Мембрана ДАЦ, полученная в лаборатории, имеет «кружевную» структуру с размером пор 100-500 нм, коммерческая мембрана, менее плотная и более проницаемая, имеет поры размером на порядок больше, заполненные небольшими включениями. Был сделан вывод о том, что для получения флуоресцентного сигнала пирена в фазе сорбента мембрана должна быть мелкопористой, гладкой и непрозрачной. Лабораторные мембраны ДАЦ также были модифицированы мицеллярными растворами поверхностно-активного вещества ТХ-100. Наибольший ТФФ-сигнал пирена был получен при содержании модификатора в формовочном растворе 0,26 масс.%. Такая модификация позволила снизить предел определения пирена методом ТФФ до концентрации 10-9 М. Разработанные матрицы могут применяться для мониторинга ПАУ в водных средах.

Литература

Fischer S., Thümmler K., Volkert B., Hettrich K., Schmidt I., Fischer K. Properties and applications of cellulose acetate. Macromol. Symp. 2008. N 262. P. 89−96. DOI: 10.1002/masy.200850210.

Zhanga S., Wang K. Y., Chunga T.-Sh., Chenc H., Jeanc Y.C., Amyd G. Well-constructed cellulose acetate membranes for forward osmosis: Minimized internal concentration polarization with an ultra-thin selective layer. J. Membrane Sci. 2010. V. 360. N 1–2. P. 522–535. DOI: 10.1016/j. memsci.2010.05.056.

Hea Y., Lia G.-M., Wanga H., Jianga Zh.-W., Zhaoa J.-F., Suc H.-X., Huangc Q.-Y. Experimental study on the re-jection of salt and dye with cellulose acetate nanofiltration membrane. J. Taiwan Inst. Chem. Eng. 2009. V. 40. N 3. P. 289–295. DOI: 10.1016/j.jtice.2008.08.008.

Verma N., Singh A.K. Development of biological oxygen demand biosensor for monitoring the fermentation industry effluent. ISRN Biotechnol. 2013. V. 2013 Article ID 236062. 6 p. DOI: 10.5402/2013/236062.

Rusli H., Gandasasmita S., Amran M.B., Gandasasmita S., Amran M.B. Cellulose acetate-silica fume membrane: characterization and application for separation of starch and maltose. Iran. Polym. J. 2013. V. 22. N 5. P. 335–340. DOI: 10.1007/s13726-013-0132-8.

Hurtubise R.J. Solid-matrix luminescence analysis: photo-physics, physicochemical interactions and applications. Anal. Chim. Acta. 1997. V. 351. N 1–3. P. 1–22. DOI: 10.1016/ S0003-2670(97)00358-9.

Torre M., Sґanchez-Hernґandez M., Vera S., San Andrґes M.P. Improvement in retinol analysis by fluores-cence and solid phase extraction (SPE) in micellar medium. J. Fluorescence. 2008. V. 18. N 2. P. 487–497. DOI: 10.1007/s10895- 007-0290-1.

Talio M.C., Alesso M., Acosta M., Acosta M.G., Luconi M.O., Fernґandez L.P. Caffeine monitoring in biological fluids by solid surface fluorescence using membranes modi-fied with nanotubes. Clin. Chim. Acta. 2013. V. 425. P. 42–47. DOI: 10.1016/j.cca.2013.07.008.

Parashchenko I.I., Smirnova T.D., Shtykov S.N., Kochubei V.I., Zhukova N.N. Doxycycline-sensitized solid-phase fluorescence of europium on silica in the presence of surfactants. J. Anal. Chem. 2013. V. 68. N 2. P. 112–116. DOI: 10.1134/S1061934813020123.

Plaza−Bolanos P., Frenicha A.G., Vidal J.L.M. Polycyclic aromatic hydrocarbons in food and beverages. Analytical methods and trends. J. Chromatogr. A. 2010. N 1217. P. 6303–6326. DOI: 10.1016/j.chroma.2010.07.079.

Saitoh T., Itoh H., Hiraide M. Admicelle-enhanced syn-chronous fluorescence spectrometry for the selective determi-nation of polycyclic aromatic hydrocarbons in water. Talanta. 2009. N 79. P. 177−182. DOI: 10.1016/j.talanta.2009.03.022.

Wilson W.B., Costa A.A., Wang H., Campiglia A.D., Dias J.A., Dias S.C.L. Pre-concentration of water samples with BEA zeolite for direct determination of polycyclic aromatic hydrocarbons with laser-excited time-resolved Shpol’skii spectroscopy. Microchem. J. 2013. N 110, P. 246−255. DOI: 10.1016/j.microc.2013.04.001.

Bernier G., Lamotte M. Field monitoring of PAHs in river water by direct fluorimetry on C18 solid sorbent. Rapid Chemical and Biological Techniques for Water Monitoring. Quevauviller P, Greenwood R. (Eds). UK: Wiley. 2009. P. 275−280. DOI: 10.1002/9780470745427.ch4c.

Dmitrienko S.G., Gurariy E.Y., Nosov R.E., Zolotov Y.A. Solid-phase extraction of polycyclic aromatic hydrocarbons from aqueous samples using polyurethane foams in connec-tion with solid-matrix spectrofluorimetry. Anal. Lett. 2001. V. 34. N 3. P. 425–438. DOI: 10.1081/AL-100102584.

Vásquez V., Báez Contreras M. E., Fuentes Pérez E., Bravo M. Determination of heavy polycyclic aromatic hy-drocarbons of concern in edible oils via excitation-emission fluorescence spectroscopy on nylon membranes coupled to unfolded partial least-squares/residual bilinearisation. Anal Bioanal Chem. 2013. N 405. P. 7497−7507. DOI: 10.1007/ s00216-013-7201-x.

Dyachuk O.A., Gubina T.I., Melnikov G.V. Adsorption preconcentration in the luminescence determination of poly-cyclic aromatic hydrocarbons. J. Anal. Chem. 2009. V. 64. N 1. P. 7–11. DOI: 10.1134/S106193480901002X.

Rogacheva S.M., Shipovskaya A.B., Strashko A.V., Gubina T.I., Volkova E.V., Melnikov A.G. Polysaccharide fibers as matrices for solid-surface fluorescence. Int. J. Polym. Sci. 2014. V. 2014. P. 1–9. DOI: 10.1155/2014/183413.

Shipovskaya A.B., Gubina T.I., Strashko A.V., Malinkina O.N. Cellulose diacetate films as a solid-phase matrix for fluorescence analysis of pyrene traces in aqueous media. Cellulose. 2015. V.22. N 2. P. 1321 – 1332. DOI: 10.1007/ s10570-015-0572-8.

Kesting R.Е. Synthetic polymeric membranes. Wiley-Interscience Public.; 2nd Edition. 1985. 368 p. DOI: 10.1007/ 978-94-009-4390-2_7.

Опубликован
2018-07-17
Как цитировать
Rogacheva, S. M., Volkova, E. V., Strashko, A. V., Sirotina, A. V., Shipovskaya, A. B., & Gubina, T. I. (2018). ПОЛУЧЕНИЕ МЕМБРАН ИЗ ДИАЦЕТАТА ЦЕЛЛЮЛОЗЫ ДЛЯ ТВЕРДОФАЗНОЙ ФЛУОРЕСЦЕНЦИИ ПОЛИЦИКЛИЧЕСКИХ АРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ. ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ. СЕРИЯ «ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ», 59(12), 80-86. https://doi.org/10.6060/tcct.20165912.5476
Выпуск
Том 59 № 12 (2016)
Раздел
ХИМИЯ неорганич., органич., аналитич., физич., коллоидная, высокомол. соединений