Пробоотбор и концентрирование полициклических ароматических углеводородов из отходящих газов установки синтеза углеродных наноматериалов

Abstract

В настоящее время в мире наблюдается рост производства углеродных наноматериалов, что связано с их уникальными физико-механическими свойствами и применением в различных областях науки, промышленности и техники. Исследование химического состава отходящих газов установки пиролиза пропан-бутановой смеси при получении углеродных наноматериалов имеет научную и прикладную ценность, поскольку позволяет не только изучить химию процесса пиролиза углеводородных смесей, но и оценить степень токсичности отходящих газов пиролизных установок. Количественное определение полициклических ароматических углеводородов в газообразных продуктах пиролиза пропан-бутановой смеси при синтезе углеродных наноматериалов показало, что при пробоотборе с небольшим количеством адсорбента Supelpak-2, широко используемого в международных и отечественных методиках, не обеспечивается эффективное улавливание многоядерных ароматических углеводородов. По этой причине важным вопросом является разработка простой и эффективной методики пробоотбора полициклических ароматических углеводородов с последующим их анализом методом газовой хроматографии в сочетании с масс-спектрометрией (ГХ-МС). Принципиальная суть данной методики заключается в том, что улавливание отходящих газов проводится с помощью стекловолоконных фильтров, пропитанных малолетучим органическим растворителем – диэтиленгликолем, тетраэтиленгликолем или диметилсульфоксидом. Последний характеризуется наиболее высокой экстрагирующей способностью по отношению к полициклическим ароматическим углеводородам, в том числе многоядерным (от четырех колец в молекуле). В результате разработанная методика позволяет повысить эффективность улавливания многоядерных ароматических углеводородов до 96–98 %, тогда как в случае применения твердого адсорбента при одинаковых условиях (режим пиролиза, время, температура, скорость отбора проб, масса картриджа) степень их извлечения составляет 1–5 %.