ЧУТЛИВІСТЬ ПЛІВОК ТІАКАЛІКСАРЕНІВ ДО РЯДУ АЛІФАТИЧНИХ СПИРТІВ

I. A. Koshets, Z. I. Kazantseva, T. V Kozlova, V. I. Kalchenko

Анотація


Дана робота присвячена дослідженню адсорбційних властивостей плівок тіакалікс[4]аренів, модифікованих по нижньому та верхньому вінцю макроциклу, а також по місткових атомах сірки щодо аліфатичних спиртів. Вони використовувалися в якості чутливих покриттів для газових сенсорів на основі кварцового мікро балансу (КМ). Дослідження проводились із застосуванням 8-ми канальної хемосенсорної системи типу „Електронний ніс” (ЕН), що була розроблена та виготовлена в нашому Інституті. Чутливі шари на поверхні сенсорних елементів (кварцових резонаторів) наносилися методом накапування розчинів відповідних каліксаренів у хлороформі та послідуючий сушці в інертному середовищі (пари аргону) до повного випаровування розчинника. Отримані кінетичні залежності відгуків масиву сенсорів щодо високих (близьких до насичених парів) концентрацій, а також на послідовну інжекцію аналітів в діапазоні концентрацій 10 – 1600 ppm. Показано, що максимальну чутливість виявили плівки тіакаліксаренів з фосформісткими функціональними групами. Концентраційні залежності масиву сенсорів із вищезазначеними плівками каліксаренів показали непогану лінійність щодо ряду аліфатичних спиртів (від метанолу до пентанолу) у всьому діапазоні концентрацій, що досліджувалися. Пороги детектування сягали значень нижче 10 ppm для „важких” спиртів та 20-30 ppm для „легких”. Виявлено, що величина відгуку на лінійні „важкі” спирти (бутанол, пентанол) була більшою, ніж на їх ізомери.

Ключові слова


тіакаліксарени; хімічний сенсор; кварцовий мікробаланс (КМ); аліфатичні спирти

Повний текст:

PDF

Посилання


J. W. Gardner, P. N. Bartlett. Electronic Noses: Principles and Application. Oxford Uni-versity Press, Oxford, UK, P. 245 (1999).

S. Chen, Y. Wang, S. Choi, Applications and technology of electronic nose forclinical diagnosis // Open J. Appl. Biosens., 2. pp. 39–50 (2013).

M. C. Burl, B. J. Doleman, A. Schaffer, N. S. Lewis. Assessing the ability to predicthuman precept of odor quantity from detector responses of a conducting polymer-composite based elec-tronic nose // Sensors and Actuators, B- 72, pp. 149–159 (2001).

Y. M. Shirshov, V. Y. Khoruzhenko, E. V. Kostyukevych, R. V. Khristosenko, I. A. Samoy-lova, A. S. Pavluchenko, A. V. Samoylov, Y. V. Ushenin. Analysis of somealcohol molecules based on the change of RGB components of inter-ferentiallycolored calixarene films // Sensors and Actuators, B 122 (2), pp. 427–436 (2007).

K. V. Kostyukevych, R. V. Khristosenko, Y. M. Shirshov, S. A. Kostyukevych, A. V. Sam-oylov, V. I. Kalchenko. Multi-element gas sensor based on surface plasmonresonance: recognition of alcohols by using calixarene films // Semicond. Phys. Quant. Electron. Optoelectron. 14 (3), pp. 313–320 (2011).

A. A. Egorov, M. A. Egorov, R. B. Smoliakov, T. K. Chekhlova, Study of theintegrated-opti-cal concentration sensor for gaseous substances //Laser Phys., 17, pp. 50–53(2007).

I. A. Koshets, Z. I. Kazantseva, Y. M. Shir-shov, S. A. Cherenok, V. I. Kalchenko,Calixarene films as sensitive coatings for QCM-based gas sensors // Sensors and Actuators, B – 106, pp. 177–181 (2005).

M. Harbek, D. D. Erbahar, I. Gurol, E. Mus-luoglu, V. Ahsen, Z. Z. Ozturka,Phthalocyanines as sensitive coatings for QCM sensors: compari-son of gas andliquid sensing properties // Sensors and Actuators,B – 155, pp. 298–303 (2011).

R. C. C. Li, Ph. C. H. Chan, P. W. Cheung, Analysis of a MOS integrated gas sensor using a surface chemistry based model // Sensors and Actuators, B-28, pp. 233–242 (1995)

T. Eklov, P. Martensson, I. Lundstrom. Enhanced selectivity of MOSFET gas sensors by systematical analysis of transient parameters // Anal. Ch. Acta., 353, pp. 291-300 (1997)

C. D. Gutsche, Calixarenes: an introduction, Monographs in supramolecular chemistry. Royal Society of Chemistry, Cambridge, 276 p., (2008)

R. Pinalli, M. Suman, E. Dalcanale, Cavitands at work: from molecularrecognition to supramolecular sensors // Eur. J. Org. Chem., 3, pp. 451–462 (2004).

M. Ozmen, Z. Ozbek, M. Bayrakci, S. Ertul, Preparation and gas sensingproperties of Langmuir–Blodgett thin films of calix[n]arenes: investigation ofcavity effect // Sensors and Actuators, B 195, pp. 156–164(2014).

S. Kharchenko, A. Drapailo, S. Shish-kina, O. Shishkin, M. Karavan, I. Smirnov, A. Ryabitskii, V. Kalchenko, Dibutylphosphinoyl-methyloxythiacalix[4]arenes. Synthesis, struc-ture, americium, europium and technetium ex-traction // Supramolecular Chemistry, 26 (10-12), pp. 864-872. (2014)

O. Kasyan, D. Swierczynski, A. Drapailo, K. Suwinska, J. Lipkowski, V. Kalchenko, Upper rim substituted thiacalix[4]arenas // Tetrahedron Letters. 44 (38), pp. 7167-7170 (2003).

G. Sauerbrey. The use of quartz oscillator for weighing thin layers and for microweighing, // Z. Phys. 155, pp. 206-222 (1959)

V. Kalchenko, I. A. Koshets, E. P. Mat-sas, O. N. Kopylov, A. Solovyov, Z. I. Kazantseva, Y. M. Shirshov. Calixarene based QCM sensors array and its response to volatile organic vapors // Mater. Sci. 20 (3), pp. 73–88 (2002).

J. M. McKelvey and H. E. Hoelscher. Apparatus for preparation of very dilute gas mixtures // Analytical chemistry, 29 (1), pp. 123-124 (1957).

Yu. V. Shirshov, I. A. Koshets, O. N. Ko-pylov. Vlijanie gazodinamicheskih parametrov na otklik gazodinamicheskoj sensornoj sistemy // Optoelektronika i poluprovodnikovaja tehnika, N 37, c. 153-168 (2002) (in Russian).




DOI: https://doi.org/10.18524/1815-7459.2016.3.78643

Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.


Copyright (c) 2016 Сенсорна електроніка і мікросистемні технології

ISSN 1815-7459 (Print), 2415-3508 (Online)