Настоящая монография посвящена концентрированию микрокомпонентов на пенополиуретанах с целью их последующего определения спектроскопическими и другими методами. Книга обобщает результаты собственных исследований авторов и некоторые относящиеся к этим исследованиям литературные данные. Приводится материал о способах синтеза пенополиуретанов, их физико-химических и аналитических свойствах, и прежде всего о сорбции на них ионов элементов и их комплексных соединений, а также ряда органических соединений. Большое внимание уделено особенностям сочетания концентрирования с методами последующего определения этих элементов и соединений. Даются примеры решения конкретных задач анализа различных объектов с использованием концентрирования на пенополиуретанах.

Книга представляет интерес для аналитиков-практиков, связанных с определением микрокомпонентов, аналитиков-исследователей, разрабатывающих новые методы и методики анализа, а также для преподавателей и студентов химических специальностей вузов.

Содержание

Предисловие

Пенополиуретаны (ППУ) - пористые полимерные сорбенты с мембраноподобной структурой на основе простых и сложных эфиров - применяют в аналитической практике с начала 1970-х годов (Н. J. Bowen, 1970). Во многом благодаря работам исследователей из Канады (A. Chow, R. F. Hamon), Венгрии (Т. Braun) и Египта (А. В. Farag, M. S. El-Shahawi) ППУ зарекомендовали себя как высокоэффективные, универсальные (по ассортименту извлекаемых соединений) сорбенты с хорошими кинетическими характеристиками.

Сорбции элементов и органических соединений на пенополиуретанах посвящено большое число статей, в том числе несколько обзоров и одна малодоступная монография. В сотнях оригинальных публикаций теоретического и прикладного характера выборочно обсуждены разные стороны концентрирования микрокомпонентов на пенополиуретанах, их комбинации с методами определения, а главным образом, приведены конкретные методики, в которых рассмотрены чисто прикладные задачи концентрирования веществ из воды и воздуха.

Авторы этой монографии, используя собственный опыт и обширный литературный материал, пытались обобщить материал по сорбционному концентрированию веществ на пенополиуретанах на качественно ином уровне с учетом взаимосвязи между параметрами сорбции и физико-химическими свойствами сорбента и сорбируемых соединений. Предполагалось, что такой подход позволит не только обобщить большой экспериментальный материал по сорбции различных веществ на ППУ, но также объяснить сходства или различия в сорбционном поведении родственных или отличающихся соединений, а в благоприятных случаях поможет предсказать химизм и условия сорбции веществ в неизученных системах. Нам казалось целесообразным для полноты картины дать краткий исторический очерк о развитии химии и производства пенополиуретанов и небольшой обзор о способах промышленного синтеза этих сорбентов (глава 1).

Большое внимание в этой монографии уделено физико-химическим свойствам пенополиуретанов, и, прежде всего оценке их гидрофобности и полярности, поскольку в настоящее время кажется очевидным, что важнейшую роль, определяющую в конечном итоге возможность сорбции соединений разных классов, играет дифильная природа этих сорбентов (глава 2).

В главе 3, которая называется "Сорбция элементов и органических соединений из водных растворов на пенополиуретанах", приведена классификация сорбционных систем с участием пенополиуретанов и обобщены данные о сорбции элементов и органических соединений на немодифицированных и нековалентно модифицированных пенополиуретанах. Детально рассмотрены теоретические основы сорбции элементов и органических соединений и влияние различных факторов на сорбцию, обсужден химизм сорбции. Приведены условия разделения и концентрирования комплексов металлов и органических соединений на пенополиуретанах.

Состоянию сорбированных молекул в матрице пенополиуретана посвящена 4-я глава. В этой главе обсуждены методические вопросы количественных измерений диффузного отражения и люминесценции сорбатов на пенополиуретанах и приведены данные об исследовании этими методами спектральных характеристик сорбированных соединений.

Цель главы 5 ("Хемосорбция веществ на пенополиуретанах") видна из ее названия. В этой главе приведены сведения о гетерогенных химических реакциях, протекающих с участием концевых толуидиновых групп пенополиуретанов. Показано, что высокая эффективность хемосорбционного концентрирования различных веществ как неорганической, так и органической природы, достигаемая при этом интенсивная окраска сорбента, его доступность и низкая стоимость позволяют использовать пенополиуретаны в качестве новых полимерных реагентов для спектроскопии диффузного отражения. Кроме того, в этой главе рассмотрены сорбционные свойства пенополиуретанов, модифицированных хелатообразующими и ионообменными группами.

В главе 6 ("Сорбция органических соединений из воздуха на пенополиуретанах") описана техника и особенности концентрирования веществ из воздуха на пенополиуретанах. Приведены примеры концентрирования органических соединений на пенополиуретанах.Концентрирование микрокомпонентов в химическом анализе - это не самоцель, а, по сути, вынужденная вспомогательная операция перед их определением тем или иным методом. Во многих случаях обе стадии анализа - концентрирование и определение - сильно влияют друг на друга, поэтому аспект их сочетания исключительно важен, и в книге немало места уделено такому сочетанию (глава 7, "Концентрирование микрокомпонентов и их последующее определение"). В этой главе обобщены сведения о методах определения, в сочетании с которыми применяется сорбционное концентрирование на пенополиуретанах. Это, прежде всего, различныеспектроскопические методы (твердофазная спектрофотометрия, спектроскопия диффузного отражения, твердофазная люминесценция, атомно-абсорбционная и атомно-эмиссионная спектроскопия и др.), проточные методы анализа, ферментативные, хроматографические и тест-методы.

В заключительной 8-й главе ("Решение практических задач анализа с использованием сорбционного концентрирования на пенополиуретанах") приведены сведения об определении элементов и органических соединений в различных объектах; по сути дела в этой главе приводятся методики анализа конкретных объектов

Авторы благодарны всем коллегам, участвовавшим в совместных экспериментальных исследованиях и обсуждении результатов, и выражают глубокую признательность академику Ю. А. Золотову, который инициировал подготовку этой книги.