CC BY
107. Прокофьев В.Ю., Разговоров П.Б., Ильин А.П. Основы физико-химической механики экструдированных катализаторов и сорбентов. М.: КРАСАНД. 2012. 320 с.; Prokofiev V.Yu., Razgovorov P.B., Ilyin A.P. Fundamentals of physical-chemicals mechanics of extruded catalysts and sorbents. M.: KRASAND. 2012. 320 p. (in Russian).
8. Прокофьев В.Ю., Разговоров П.Б., Смирнов К.В., Ильин A.n, Шушкина Е.А. // Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2007. Т. 50. Вып. 6. С. 56-59;
Prokofiev V.Yu., Razgovorov P.B., Smirnov K.V., Ilyin A.P., Shushkina E.A. // Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2007. V. 50. N 6. P. 56-59 (in Russian).
9. Захаров О.Н., Прокофьев В.Ю., Разговоров П.Б., Разина Ж.В. // Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2009. Т. 52. Вып. 2. С. 87-90;
Zakharov O.N., Prokofiev V.Yu., Razgovorov P.B., Razina Zh.V. // Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2009. V. 52. N 2. P. 87-90 (in Russian).
10. Разговоров П.Б., Нагорнов Р.С., Разговорова М.П. //
Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2014. Т. 57. Вып. 12. С. 72-74;
Razgovorov P.B., Nagornov R.S., Razgovorova M.P. //
Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2014. V. 57. N 12. P. 72-74 (in Russian).
11. Рязанов М.А., Дудкин Б.Н. // Коллоид. журн. 2003. Т. 65. № 6. С. 831-836;
Ryazanov М.А., Dudkin B.N. // ^lloid. Zhurn. 2003. V. 65. N 6. P. 831-836 (in Russian).
12. Прокофьев В.Ю., Разговоров П.Б., Захаров О.Н., Ильин А.П. // Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2008. Т. 51. Вып. 7. С. 65-69;
Prokofiev V.Yu., Razgovorov P.B., Zakharov O.N., Ilyin
A.P. // Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2008. V. 51. N 7. P. 65-69 (in Russian).
13. Разговоров П.Б., Козлов В.А., Никифорова Т.Е. Биохимия и товароведение масличного сырья и пищевых жиров: учеб. пособие. Ч. 2. Иваново: ИГХТУ. 2001. 72 с.; Razgovorov P.B., Kozlov V.A., Nikiforova ^E. Biochemistry and commodity oilseeds and edible fats: textbook. Part 2. Ivanovo: ISUCT. 2001. 72 p. (in Russian).
14. Рязанов М.А., Дудкин Б.Н., Лоухина И.В. // Ежегодн. ин-та химии Коми НЦ УрО РАН. Сыктывкар. 2006.
C. 97-99;
Ryazanov М.А., Dudkin B.N., Loukhina I.V. // Yearbook of Inst. Khim. Komi NTs UB RAS. Sуktyvkar. 2006. P. 9799 (in Russian).
15. Иконникова К.В., Иконникова Л.Ф., Минакова Т.С., Саркисов Ю.С. Теория и практика рН-метрического определения кислотно-основных свойств поверхности твердых тел: учеб. пособие. Томск: Томск. политех. ун-т. 2011. 85 с.;
Ikonnikova K.V., Ikonnikova L.F., Minakova T.S., Sarki-sov Yu.S. Theory and practice of pH-metric determination of acid-base properties of solid surfaces: textbook. Tomsk: Tomsk. Polytekhn. Univ. 2011. 85 p. (in Russian).
16. Прокофьев В.Ю., Разговоров П.Б. // Химия растит. сырья. 2010. № 2. С. 159-164;
Prokofiev V.Yu., Razgovorov P.B. // Khimiya rastitelnogo syriya. 2010. N 2. P. 159-164 (in Russian).
17. Hensen Emiel J.M., Produval Dilip G., Lighthart Michel
D.A.G., van Veen Rob J.A., Rigutto Marcelo S. // J. Phys. Chem. 2010. V. 114. P. 8363-8374.
Кафедра технологии пищевых продуктов и биотехнологии
УДК 661.143+543.51 А.Г. Чередниченко, Р.И. Аветисов, А.А. Аккузина, И.Х. Аветисов
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МАСС-СПЕКТРОМЕТРИИ С ИНДУКТИВНО-СВЯЗАННОЙ ПЛАЗМОЙ ДЛЯ АНАЛИЗА РАСПРЕДЕЛЕНИЯ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ПРИМЕСЕЙ В ПРОЦЕССЕ СИНТЕЗА И ОЧИСТКИ ТРИ-(8-ОКСИХИНОЛЯТА) АЛЮМИНИЯ
(Российский химико-технологический университет им. Д.И.Менделеева)
е-шай: [email protected]
Методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой исследован процесс распределения неорганических примесей при синтезе и очистке три-(8-оксихинолята)алюминия. Установлены источники загрязнений конечного продукта и проведено усовершенствование технологического процесса для улучшения его качества.
Ключевые слова: масс-спектрометрический анализ, органические люминофоры, ОСИД-технология
В рамках исследований по созданию отече- светоизлучающих слоев в ОСИД(ОЬБВ)-устройст-
ственной технологии органических электролюми- вах [1-2]. Особенностью ОСИД-технологии явля-
несцентных веществ нами был разработан метод и ется использование в качестве исходных люми-
технологическая схема получения три-(8-оксихино- несцентных материалов органических и коорди-
лятов) алюминия, галлия и индия для производства национных соединений высокой степени чистоты
и определенного примесного состава [3-4]. Поэтому контроль качества синтезируемого люми-нофорного сырья для ОСИД-технологии является актуальной задачей. Для ее решения необходимо иметь надежную аналитическую базу, а также знать источники возможных загрязнений и пути их попадания в конечный продукт. Решение этих задач позволяет определить направление дальнейшего совершенствования технологии с целью повышения качества конечной продукции.
Предложенный метод синтеза и очистки электролюминесцентных материалов основан на реакции солей металлов III группы периодической системы с 8-оксихинолином в среде изопропило-вого спирта при температуре 50 °С с контролируемым показателем рН среды (9,0-10,0). Процесс производства эмиссионного соединения в этом случае состоит из четырех технологических стадий:
стадия подготовки сырья (очистка 8-окси-хинолина, изопропилового спирта и н-гексана);
стадия синтеза (реакция синтеза и выделение полученного продукта фильтрованием);
стадия очистки целевого продукта (промывка растворителем, экстракционная очистка н-гексаном, сублимационная очистка в вакууме, выделение чистого продукта);
стадия выпуска готового продукта (сушка, анализ качества и фасовка).
Источниками загрязнений конечной продукции различными примесями в этом случае могут являться исходные вещества, материалы, растворители и технологическое оборудование.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Причины загрязнения конечных люминесцентных продуктов неорганическими примесями выявляли путем проведения анализа образцов проб, отобранных на различных технологических стадиях, методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой. Аналитические измерения проводили с помощью прибора «NexION 300D ICP-MS» фирмы «Perkin Elmer instruments» (США) с системой микроволнового разложения пробы Berghof Microwave Digestion System speedwave four (фирмы Bergof, США).
Первоначально было проанализировано качество исходных веществ, поступающих на стадию синтеза (таблица).
Содержание основного вещества (С, масс.%) в исходном нитрате алюминия (таблица) оказалось достаточно высоким 99,9890 мас.%, хотя в значительных количествах присутствовали примеси «легких» и «средних» по массе элементов. Контроль качества используемых растворителей в рассматриваемой технологии имеет очень важное
значение для управления процессом формирования примесного состава конечного вещества. Даже при низком содержании определенные примеси, из-за значительных объемов использования растворителя, могут наследоваться и накапливаться в целевом продукте. Так исходный изопропа-нол и н-гексан содержат в заметных количествах Ва, М§. Бг, К, Ы. Введение в технологическую схему стадии очистки этих растворителей методом простой перегонки под атмосферным давлением значительно уменьшило концентрацию основных примесей, но способствовало увеличению содержания кремния до уровня 4-10"3 мас.%. Анализ образцов из двух партий сублимационно очищенного 8-оксихинолина показал, что их чистота по примесным элементам соответствует 99,9991 мас.% и 99,9987 мас.%. Эти показатели полностью отвечают требованиям рассматриваемой технологии.
Таблица
Распределение неорганических примесей в исходных материалах
Элементы изопропанол н-гексан NH4OH Al(NOs)s
10-9, г/мл 10-9, г/мл 10-9, г/мл 10-9, г/мл
Li 6149,6 2635,5 2008,0 108,0
Al 0 892,8 3571,3 matrix
Si 16923,6 112,0 0 14602,5
K 18219,5 6549,4 7383,0 565,8
Na 411,0 486,8 121,6 12125,2
Ca 0 12905,9 4301,9 401,5
Ga 0 205,4 0 0
W 0 0 0 491,3
As 0 0 0 243,8
Se 0 5172,4 0 12118,1
Br 23680,8 7104,2 4736,1 436,0
Cr 11,4 0 5,8 2,27
Rb 0 0 47,01 0
Sr 246,6 0 0 8,2
Y 19,8 0 0 142,3
Ag 13,1 60,9 48,7 9,7
I 6026,0 154,5 4326,3 122,2
Cs 0 11,0 143,6 0
Ba 2951,1 1791,1 776,1 48922,5
Ce 4,2 0 0 0
Pr 0 2,8 0 16,4
Hg 468,4 1112,6 936,9 5,5
Bi 7,1 0 0 99,3
С, мас% 99,862 99,993 99,996 99,989
Однако состав примесей у этих образцов имеет существенные отличия. Так один из образцов может служить источником загрязнения конечного продукта щелочными металлами и барием, а другой - барием и кремнием.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Совершенно неожиданно экстракция органических примесей н-гексаном на стадии очистки целевого продукта снизила содержание «тяжелых» элементов, но увеличила концентрацию примесей «легких» и «средних» элементов.
Анализ показал, что использование стеклянных фильтров Шотта, предусмотренное технологией для фильтрования осадков на стадиях выделения и очистки конечного продукта, отрицательно сказывается на его примесной чистоте из-за концентрирования «средних» по массе элементов. Применение для фильтрования осадков одноразовых стекловолоконных фильтров (GF/B Whatman) значительно улучшило качество целевого продукта. Следует отметить, что использование в синтезе стеклянной реакционной посуды прогнозируемо повлекло за собою загрязнение целевого продукта различными примесными элементами (Na, K, Fe, Zn, Zr, Sr, Pb и т.д.), от которых практически невозможно было избавиться экстракцией. Анализ полученных результатов на разных стадиях технологического процесса показал, что в процессе выделения и экстракционной очистки (без сублимации) в целевом продукте снижалась концентрация примесей «средне тяжелых» и «тяжелых» элементов, а концентрация «легких» и «средне легких» - возрастала.
±,Е-ог
1,Е-03
1.Е-04
1.Е-05
±гЕ-ое
3,Е 02
-О U-03
6 IjÉ-ÎW
<4 £ 1Д-05
1 ....-■....... 1
1 1 .1 1 u 1.
.il X 11 IE Ell It ll
Для финишной очистки целевого продукта в технологическом процессе была предусмотрена операция его сублимационой очистки в вакууме. По данным анализа в ходе вакуумной сублимации наблюдалась очистка три-(8-оксихинолята) алюминия (АЦз) в основном от 8-оксихинолина. При этом общая чистота препаратов по неорганическим примесям неожиданно ухудшалась, т.к. примеси «легких» (Ы, К) и некоторых других элементов (81, Са, Ва, ') концентрировались в очищенном продукте. Поэтому для повышения качественных показателей целевого люминофора на сублимационную очистку необходимо подавать продукт с минимальным содержанием примесей «легких» элементов.
В свое время стадия экстракционной очистки н-гексаном была введена в технологическую схему для очистки координационного соединения от остаточного 8-оксихинолина и снижения нагрузки на последующие операции очистки. Однако именно на этом этапе в очищенном продукте концентрируются примеси «легких» элементов. В процессе исследований было показано, что на последующей операции сублимационной очистки (на первой низкотемпературной стадии) происходит эффективное разделение АЦ3 и остаточного 8-оксихинолина. Последний собирался в виде высокочистого продукта и мог повторно использоваться на стадии синтеза. В этом варианте использовать операцию экстракционной очистки становится нецелесообразно.
Aîq3 99,937 тлж.% Э
Il il ..1 I II.
Li В Mg Si Са Ti Ст Fe № Zn Ce Se Rb V Nb Ru Pd Cd ¡n Те 3a Ce Nd Eu ТЬ Ho Tm Lu Ta Re lr Au T1 Si U
l.E-06 l,E-[>2
LE-94 l.E-95 LE-SB
• Aîq3 99,989 мае.% 0
■ ■ I
II ■ il 1 1 1 1 1
U В m il is T1 Cr Fe Ni Zrt Gë S« Fft V Nb Ru f>d Cd Srt Te Вз U Ш Eu ТЬ Ho Tmt Lu Ta Ri lr Ati T1 El Lf
AÉq3 99,998 wac.% В
II i I 1 , ■ I , I « 1
: ! ! II li 1 1 1 1 1 1 1 1 1 M 1
Ll 6 m Si Ca Ti Cr Fe NI Zn Ge Se Rb Y Nb Ru Pd Cd Sn Te Sa Ce Nd Eu Tb Mo Tm Lu Ta № lr Au Tl № U
Рис. 1. Анализ примесного состава препаратов Alq3, полученных по схеме синтеза без сублимационной очистки (а), синтеза с
сублимационной очисткой (б) и по оптимизированной схеме (в) Fig. 1. Analysis of impurities composition in Alq3 preparations produced without sublimation (а), with sublimation (б), by the optimized
scheme (в)
Исключив из технологической схемы операцию экстракционной очистки и последующего фильтрования, мы оптимизировали производственный процесс и при использовании только сублимационной очистки получили конечный продукт более высокого качества (рисунок, в). Для минимизации примесей было также предложено максимально снизить контакт реакционной массы со стеклянной посудой, заменив ее тефлоновой или тефлонированной.
В результате синтезированные по модернизированной технологии образцы три-(8-оксихинолята) алюминия (АЦз) имели чистоту по неорганичесим примесям 99,998 мас.%. Этот результат является рекордным для отечественных препаратов такого состава.
ЛИТЕРАТУРА
1. Зиновьев А.Ю., Чередниченко А.Г., Аветисов И.Х.
Технология органических электролюминесцентных устройств. Теоретические основы и материалы. М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева. 2010. 62 с.;
Zinovyev A.Yu., Cherednichenko A.G., Avetisov I.Ch.
Technology of organic electroluminescence devices. Theoretical foundations and materials. M.: MUCTR by Mendeleev. 2010. 62 p. (in Russian).
2. AvetisovR.I.,Akkuzina A.A., Cherednichenko A.G., Khomyakov A.V., Avetisov I.Ch. // Doklady Chemistry. 2014. V. 454. Part 1. P. 6-8.
3. Mullen K., Scherf U. Organic Light-Emitting Devices. Wiley -VCH. 2006. 472 p.
4. So F. Organic electronics. Materials. Processing. Devices and Application. New York.: CRC Press. 2010. 568 р.
Кафедра химии и технологии кристаллов
УДК 664. 959(043. 3)
М.Н. Порцель, В.Ю. Новиков, И.Н. Коновалова, Н.В. Долгопятова
ПРИМЕНЕНИЕ ПРОЦЕССА ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ОСАЖДЕНИЯ ДЛЯ ОЧИСТКИ ХОНДРОИТИНА СУЛЬФАТОВ, ВЫДЕЛЕННЫХ ИЗ МОРСКИХ ГИДРОБИОНТОВ
(Мурманский государственный технический университет) e-mail: konovalova-mgtu@rambler. ru
Предложен способ очистки хондроитина сульфата из хрящевой ткани семги и северного ската, позволяющий получить препарат с массовой долей этого полисахарида 9095%. Способ основан на электрохимическом осаждении хондроитина сульфата, образовании гидрогеля, его стабилизации, промывке и сушке. Определена среднемассовая молекулярная масса, оптическая и поверхностная активность хондроитина сульфатов, произведенных по известной технологии и с использованием электрохимического осаждения.
Ключевые слова: морские гидробионты, хондроитина сульфат, электрохимическое осаждение, гидрогель
Хондроитина сульфат, содержащийся в хрящевой ткани, в настоящее время широко используется в качестве пищевой добавки при профилактике и лечении остеоартроза, в пищевой и косметической промышленности, медицине. Данный полисахарид относится группе сульфатиро-ванных гликозаминогликанов. Эти соединения
представляют собой линейные полимеры, СОСТОЯ- рис г Мономерное звено хондроитина сульфата: хондрои-
щие ш послед°вательн° соединенных дисахарид- тина сульфат A R1 H, R2: SO3H, R3: H; хондроитина сульфат
ных единиц, каждая из которых содержит гексо- С R1 SO3H, R2: H, R3: Н
замин и уроновую кислоту или галактозу. На рис. Fig. 1 The monomeric unit of chondroitin sulphate: ch°ndr°itin
sulphate A R1: H, R2: SO3H, R3: H; chondroitin sulphate С R1: 1 представлено звено хондроитина сульфата. F 1 so H R 3 H'R - Н 1
