Например, Бобцов

ОПТОВОЛОКОННЫЙ СЕНСОР, МОДИФИЦИРОВАННЫЙ ГРАФТИНГОМ МОЛЕКУЛЯРНО-ИМПРИНТИРОВАННОГО ПОЛИМЕРА ДЛЯ ДЕТЕКТИРОВАНИЯ АММОНИЯ В ВОДНЫХ СРЕДАХ

Аннотация:

Предмет исследования. Предложены новые химические сенсоры на основе оптических волокон, модифицированных графтингом молекулярно-импринтированного полимера, для детектирования аммония в водных растворах. Повышенные концентрации аммония в природных водах способствуют эвтрофикации, поэтому контроль его содержа- ния в природных водоемах имеет большое значение для экологического мониторинга. В настоящее время такой мониторинг практически не проводится в связи с отсутствием соответствующих сенсоров. Привлекательным подходом к разработке химических сенсоров для удаленного контроля является использование полимерных оптических волокон. К преимуществам полимерных оптоволокон относятся высокая механическая устойчивость к ударам и вибрации, возможность реализации мультиплексирования и дистанционных измерений, низкая стоимость. Метод. Полимерный слой импринтированный ионами аммония наносился методом графтинга на поверность метилметакрилатного оптоволокна. Метакриловая кислота использовалась в качестве мономера, диметакрилат этиленгликоля в качестве кросслинкера, 2,2′-азобис(2-метилпропионамидин) дигидрохлорид в качестве радикального инициатора, аммоний в качестве импринтируемой молекулы и смесь воды с этанолом 4:1 в качестве растворителя. Были оптимизированы условия синтеза полимера с использованием интенсивности прошедшего через оптоволокно света, равномерности полимерного слоя и отклика в растворах аммония в качестве критериев оптимизации. Основные результаты. Разработаны химические сенсоры на основе полимерных оптических волокон, модифицированных графтингом молекулярно-импринтированного полимера, для детектирования ионов аммония в воде. Разработана методика графтинга молекулярно-импринтированного полимера на поверхность оптических волокон. Установлено, что высокие концентрации мономера и кросслинкера приводят к повреждению оптоволокна, а продолжительное время полимеризации к уменьшению его светопропускающей способности. Использование полимеризационной смеси следующего состава: метакриловая кислота – 2,1 ммоль/л, диметакрилат этиленгликоля – 7,7 ммоль/л и NH4Cl – 0,3 ммоль/л – и времени полимеризации 15 мин позволяет получить оптический сенсор, обладающий откликом к ионам аммония в водных растворах. Практическая значимость. Результаты работы могут найти применение в экологическом мониторинге аммония в природных водах, в частности, в дистанционных in situ системах измерения. Кроме того, разработанная и оптимизированная схема графтинга молекулярно-импринтированного полимера может быть использована для разработки оптоволоконных сенсоров для определения других веществ.

Ключевые слова:

Постоянный URL

Статьи в номере

Содержание © 1993–2024 Университет ИТМО
Разработка © 2015 Университет ИТМО