Способ количественного анализавеществ

Способ количественного анализавеществ

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски к

Социалистических

Республик iii 853505 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 26. 12. 79(21) 2859060/18-25 (51 ) М. Кл. с присоединением заявки,%

G 01 N 24/10

Государстввииый комитет (2 1) Приоритет по делам изооретеиий и открытий

Опубликовано 07.08.81. Бюллетень ¹ 29 (53) УДК538.11, .3 (088.8) Дата опубликования описания 09.08.81 (72) Авторы изобретения

В.Н. Линев, Е.Я. Фурса и С.С. Шушкевич

Белорусский ордена Труцового Красного Знамени государственный университет им. В.И. Ленина (71) Заявитель (54) СПОСОБ КОЛИЧЕСТВЕННОГО АНАЛИЗА ВЕЩЕСТВ

Изобретение относится к области количественного анализа веществ методом электронного парамагнитного резонанса и может быть использовано для определения концентрации парамаг5 нитных центров в веществах.

Известен компенсационный способ количественного анализа веществ методом электронного парамагнитного резонанса(ЭПР)с использованием исследуемого и калибровочного образцов, которые помещают в разные точки рабочего резонатора !.13. Регистрация сигналов от двух образцов ведется на одной или двух независимых часто15

-тах модуляции, Недостатком известного способа является сложность аппаратурной реализации, связанная с большими габари-2о тами рабочего резонатора и магнитной системы, что является следствием

/ высоких требований к пространственной однородности магнитного поля.

Известен способ количественного анализа веществ с использованием исследуемого и калибровочного образцов, которые поочередно помещают в одну точку рабочего резонатора, включающий регистрацию и относительное измерение концентрации исследуемого образца путем сравнения пиковых или интегральных интенсивностей спектров ЭПР исследуемого и калибровочного образцов. В качестве калибро вочного образца используют ве1цество то же, что и исследуемое, или другое вещество, но с заранее известной концентрацией P2).

Точность известного способа анализа ограничена погрешностью, обусловленной изменением параметров рабочего резонатора при поочередной смече образцов и временной нестабильностью коэффициента передачи системы регистрации. Общее время измерения включает время на раздельную регистрацию сигналов от исследуемого и калибровочЧ 85 ного образцов и время на математическую обработку результатов. Известный способ не позволяет осуществлять непрерывный контроль концентрации.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ количественного анализа вещества, включающий регистрацию спектров ЭПР на частоте модуляции и сравнение сигналов ЭПР исследуемого и калибровочного образцов, помещенных в один и тот же объем резонатора (31.

Регистрация сигналов ЭПР ведется на одной частоте модуляции, спектры сигналов не перекрываются, так как разделены по полю, и следовательно, по времени регистрации. Известный способ исключает ошибку, связанную с изменением параметров резонатора, так как исследуемый и калибровочный образцы постоянно находятся в резо° Ь наторе. Однако из-за разнесения во времени и по полю регистрации спектров ЭПР точность измерения концентрации невысока, так как в этом случае сказывается временная нестабильность всей системы регистрации, а также нелинейность развертки магнитного поля по диапазону. Последовательная запись и обработка спектров увеличивают время измерений. Известный способ не позволяет осуществлять непрерывный контроль концентрации.

Целью изобретения является повышение точности и сокращение времени анализа.

Указанная цель достигается тем, что в способе количественного анализа веществ по методу ЭПР, включающем регистрацию спектров ЭПР на частоте модуляции и сравнение сигналов

ЭПР исследуемого и калибровочного образцов, помещаемых в один и тот же объем резонатора, в качестве калибровочного образца используют аниэотропное вещество со значительно большей степенью анизотропии относительно исследуемого образца, вводят модуляцию g -фактора и сигналы

ЭПР исследуемого и калибровоччого образцов регистрируют одновременно.

В предлагаемом способе модуляция резонансных условий

И= ьн, где Ф вЂ” постоянная Планка: — частота электромагнитного

СВЧ облучения, 3505

Ц -g — фактор образца: — магнетон Бора, Н вЂ” поляризующее магнитное поле, и соответственно регистрация сигналов

ЭПР осуществляется на двух частотах.

Во-первых модулируют магнитное поле

Н= Н, + Н %ло3 М, (2) 10 где Н вЂ” начальное значение напряжено ности поляризующего магнитного поля;

04 — частота модуляции магнитного поля;

H - амплитуда модуляции напряМ женности магнитного поля, вектор которой направлен параллельно вектору напряженности магнитного поля Но, а во-вторых, осуществляют модуляцию

g --фактора

25 где g (Ф) — начальное значение g -фак0 тора образца, расположенного под углом Р к вектору напряженности магнитного поля Но

4)g — частота модуляции о -фактора: амплитуда модуляции

-фактора.

Модуляций g -фактора образца можно получить как модуляцией угла Р

35 положения образца, так и модуляцией угла вектора напряженности магнитного поля Hp

В случае изотропности исследуемого.образца в качестве калибровочного

40 образца используется вещество с любой степенью анизотропии, спектр которого перекрывается со спектром исследуемого образца. Если исследуемое вещест45 во анизотропно, то степень анизотропии калибровочного образца определяется требуемой точностью измерения.

Например, для получения точности измерения не хуже 1Х необходимо, чтобы

50 степени анизотропии исследуемого и калибровочного образцов отличались примерно в l00 раз.

При развертке поляризующего магнитного поля Н0 на частоте модуляции магнитного ноля u) ðåãèñòðèðóåòñÿ суммарный сигнал от исследуемого и калибровочного образцов, а на частоте модуляции -фактора — только один сигнал от калибровочного образ.853505 6 процесс измерения свойств вещества.

Формула изобретения

10 ца. Таким образом, появляется возмож ность одновременного получения сигналов от исследуемого и калибровочного образцов, сравнивая которые, можно определить концентрацию парамагнитных центров в неизвестном веществе.

При этом временная нестабильность системы регистрации и нелинейность магнитного поля одинаково сказываются на обоих образцах, что повышает точность относительных измерений.

Сокращается время регистрации и, следовательно, время анализа, так как информацию о сигналах исследуемого и калибровочного образца получают одновременно за одну развертку магнитного поля. Причем в процессе измерений может осуществляться и математическая обработка полученных результатов, что позволяет непрерыв- щ но контролировать изменения концентрации.

Кроме того, может быть применен один и тот же калибровочный образец, наиболее выгодный в метрологическом 25 отношении для измерения концентрации различных веществ. В этом случае достаточно изменять только начальное положение Ф анизотропного калибровочного образца для совмещения его спект- О ра со спектром ЭПР исследуемого образца.

Предложенный способ значительно уменьшает время, затрагиваемое на

Способ количественного анализа веществ, включающий регистрацию спектров электронного парамагнитного резонанса (ЭПРОН на частоте модуляции и сравнение сигналов ЭПР исследуемого и калибровочного образцов, ïîìåщаемых в один и тот же объем реэонатора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и сокращения времени анализа, в качестве калибровочного образца используют анизотропное вещество со значительно большей степенью анизотропии, чем анизотропия исследуемого образца вводят модуляцию g -фактора и сигналы ЭПР исследуемого и калибровочного образцов регистрируют одновременно.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 Патент США к- 3197692, кл.324-5, 1965.

2. Авторское свидетельство СССР

N 484452, кл . G 01 и 27/78, 1975.

3. Scho81er W, Kizsch О,, ZaOmann

Die 8estimmunq der Spinkonzentration mit der paramagnett-Schen Electronen resonanz, Zeitshrieft fur

Chemi 1973, 13, и 10, 364-372(прототип).

Составитель В. Покатилов

Редактор Л. Утехина Техред Ж.Кастелевич Корректор B. Синицкая

Заказ 5641/18 Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4