Газовая хроматография

Актуальность настоящего исследования очевидна. В 2020 г. озабоченность граждан во всем мире в отношении ухудшения экологической ситуации и в связи с этим роста поражения тканей человеческих легких максимально возросла. Речь идет, главным образом, о химтрейлах, в отношении которых ученые высказываются однозначно, называя данную технологию способом уничтожения населения [1].

---

Курсовая работа по программированию на заказ - это то, что нужно для уставшего студента. Если не хотите писать работу самостоятельно, оставляйте заказ у нас на сайте и мы обязательно вам поможем!

---

. Эффективный хроматографический анализ воздуха на предмет выявления в нем металлических наночастиц на сегодняшний день более чем необходим, однако исследований в этой области крайне мало. В современной аналитической практике в настоящее время применение хроматографического анализа позволяет сочетать разделение сложных многокомпонентных смесей и количественное определение компонентов с высокой точностью и чувствительностью. Одной из наиболее актуальных тенденций развития аналитического приборостроение является миниатюризация, что позволяет увеличить доступность и мобильность аналитических приборов и расширить границы их использования за пределами лаборатории. Применение нанотехнологий, технологий микрофлюидных и микроэлекронномеханических систем позволяет создавать новый тип хроматографических колонок на пластинах из различных материалов. Подобные колонки более миниатюрны, что способствует уменьшению размеров и увеличению мобильности газохроматографического оборудования на их основе, а их применение позволяет сократить время анализа с нескольких часов до нескольких минут. Цель настоящего исследования – анализ существующих способов изготовления МЭМС-колонок для газовой хроматографии и исследование их свойств. Задачи настоящего исследования: 1. определить основные принципы хроматографического исследования; 2. выявить сущность и особенности газовой хроматографии; 3. определить специфику газо-адсорбционной и газо-жидкостной хроматографии; 4. проанализировать способы создания канала на поверхности кремниевой пластины; 5. оценить эффективность МЭМС-колонок и выявить их свойства; 6. привести классификацию МЭМС-колонок; 7. проанализировать способы нанесения неподвижных фаз на стенки капилляров МЭМС-колонок; 8. обозначить свойства МЭМС-колонок; 9. обосновать область применения МЭМС-колонок. Объект настоящего исследования – хроматография. Предмет настоящего исследования – газовая хроматография. В настоящем исследовании были использованы труды: Л. Н. Москвина, Э. Т. Бабаева, Н. В. Маслова, М. И. Евгеньева, А. Н. Чудинова, Г. В. Кайгородцева, В. В. Михеева, Ю. А. Родионова, Ф. А. Абдуллина, В. И. Платонова, К. Тесаржика, К. Комарек, S. Hannoe, M. Golay, M. Jahromi, D. Radadia, A. Manz, K. Grob, Н. Shakeel, S. Ali, W. Seferovich, M. Agah, G.Lambertus, R.Sacks, J.V. Hinshaw, M. Ashraf-Khorassani, L.T. Taylor. Методы исследования – теоретические, эмпирические и аналитические. Научно-практическая значимость настоящего исследования обусловлена актуализацией данной проблематики и разработкой различных аспектов этого направления. Материалы и результаты работы могут быть использованы в обучении студентов на спецкурсах и на занятиях по химии в качестве дополнительного материала. Структура исследования включает введение, две главы и выводы по ним, заключение, список литературы и приложение. Объем курсовой работы составляет 32 страницы.

В настоящем исследовании осуществлена попытка исследования сущности газохроматографических исследований с помощью МЭМС-технологий. Необходимо сделать выводы по итогам двух частей исследования: 1. Хроматография является методом разделения смесей, который основан на разной скорости движения молекулярных составов в разных средах. По этой причине молекулы разделяются. Для человечества этот метод способствовал реализации возможности анализа воды и воздуха в крупных городах. На сегодняшний день это самая актуальная проблема ввиду ввиду широкого резонанса в научных кругах в отношении информации о химиотрасс, посредством которых происходит отравление всего человечества. 2. Анализ опубликованных работ в области МЭМС-технологий позволяет утверждать, что новейшие малогабаритные МЭМС-колонки имеют те же разделительные свойства, что и привычные капиллярные колонки. Хотя, стоит подчеркнуть, что в сравнении с их производством в МЭМС-колонках совершенно отсутствуют ручные манипуляции. А это, в свою очередь, признак технологической модернизации. Принципиальная возможность создания компактных колонок и иных хроматографических компонентов посредством МЭМС-методик дает полное основание искать новые конструкционные идеи в хроматографической сфере. Что же касается непосредственно усовершенствования изучений в сфере производства МЭМС-колонок, то здесь необходимо отметить их совсем недавно начавшуюся эксплуатацию от года до трех-четырех лет от настоящего момента. Можно сказать, что они едва вышли из стадии лабораторных тестирований. Следует полагать, что с течением незначительного количества времени МЭМС-колонки превратятся в традиционный инструмент для разделения смесей с различными химическими свойствами.

1. Юрий Л. Что и зачем распыляют по всему миру? [Электронный ресурс] // Студия «Рубеж», от 24.11.2020. – Режим доступа: https://www.youtube.com/watch?v=kMrpK-QVTP4 (дата обращения 02.01.2021) 2. Москвин Л. Н. Что такое хроматография? Какие бывают хроматографии? / Л. Н. Москвин, Г. С. Катыхин, Н. М. Якимова // Вестник СПбУ. Физика и химия. – 2016. – Т. 2 (60). - № 3. – С. 244-268. 3. Москвин Л. Н. Классификация методов разделения // Вестник СПбУ. Физика и химия. – 2017. – Т. 4 (62). - № 2. – С. 163-214. 4. Бабаев Э. Т. Газовая хроматография // Аллея науки. – 2018. – Т. 2. - № 11 (27). – С. 59-63. 5. Маслов Н. В. Применение хроматографических методов анализа объектов окружающей среды при осуществлении государственного экологического контроля / Н. В. Маслов, М. И. Евгеньев // Химия и инженерная экология: ст. в сб. тр. конф. – Казань: Фолиант, 2016. – С. 266-269. 6. Чудинов А. Н. Применение методов газовой хроматографии для определения фракционного состава образцов сырой нефти / А. Н. Чудинов, Г. В. Кайгородцев // Вестник ПНИПУ. - 2016. - № 4. - С. 105- 113. 7. Сенявин М. М. Хроматографический адсорбционный анализ // Успехи химии. - 1949. - Т. 18. - № 2. - С. 183. 8. Основы газо-адсорбционной хроматографии [Электронный ресурс] // Справочник химика 21. – Режим доступа: https://chem21.info/info/1767829/ (дата обращения 30.12.2020) 9. Михеева В. В. Классификация хроматографических методов анализа // ACADEMY. – 2018. - № 12 (39). – С. 31-34. 10. Хроматография газо-жидкостная [Электронный ресурс] // Справочник химика 21. – Режим доступа: https://chem21.info/info/8549/ (дата обращения 30.12.2020) 11. Хроматография газовая распределительная [Электронный ресурс] // Справочник химика 21. – Режим доступа: https://chem21.info/info/139360/ (дата обращения 31.12.2020) 12. Москвин Л. Н. Новый хроматографический метод – жидкостно-газовая хроматография и ее аналитическое применение / Л. Н. Москвин, О. В. Родинков, А. И. Горшков // Технологии обеспечения жизненного цикла ядерных энергетических установок. – 2019. - № 2 (16). – С. 77-92. 13. Платонов И. А. Способ получения микрохроматографических колонок на плоских пластинах / И. А. Платонов, Ю. И. Арутюнов, О. Н. Голубев, Н. В. Никитченко, В. И. Платонов // G01N 30/56 Патент на изобретение № RU 2540231 C1: ФГБУ ВПО «СГАУ им. С. П. Королева», 2015. 14. Родионов Ю. А. Анализ основных механизмов, определяющих качество жидкостного травления кремния / Ю. А. Родионов, А. Г. Смирнов, А. А. Степанов // Известия Кабардино-Балкарского государственного университета. – 2017. – Т. 7. - № 3. – С. 95-102. 15. Абдуллин Ф. А. Материалы, применяемые при изготовлении микроэлектромеханических систем (МЭМС) / Ф. А. Абдуллин, В. Е. Пауткин, А. В. Печерский // Материалы и технологии XXI века: ст. в сб. тр. конф. – Пенза: Приволжский Дом знаний, 2016. – С. 131-136. 16. Максимова А. А. Влияние криогенного плазмо-химического травления на образование радиационных дефектов в кремнии // СПБНТОРЭС: труды ежегодной НТК. – 2019. - № 1 (74). – С. 315-317. 17. Пацан А. В. Моделирование процессов плазмохимического травления диэлектрика для формирования оптического рисунка в технологическом цикле изготовления интегральной микросхемы / А. А. Пацан, Г. В. Перов // Интерэкспо ГЕО-Сибирь. – 2017. – Т. 10. – С. 95-98. 18. Микро- и нанотехнологии в электронике: сб. тр. конф. – Нальчик: КБГУ им. Х. М. Бербекова, 2018. – 478 с. 19. Hannoe S. In International Conference on Solid-state Sensors and Actuators / S. Hannoe [et al.]. - Chicago, IL, 1997. - P. 515. 20. Golay M. In Gas Chromatography. (Eds. D.Desty). Academic, New York, 1958. - P. 36. 21. Jahromi M. Dis. Master of Science in Electrical and Computer Engineering. Virginia Polytechnic Institute and State University, Blacksburg, 2009. – 106 p. 22. Тесаржик К. Капиллярные колонки в газовой хроматографии / К. Тесаржик, К. Комарек (под редакцией В. Г. Березкина). – М.: Мир, 1987. – 190 с. 23. Radadia D. The effect of microcolumn geometry on the performance of micro-gas chromatography columns for chip scale gas analyzers / D. Radadia. A. Salehi-Khojin, R.I. Masel, M.A. Shannon // Sensors and Actuators B: Chemical. – 2010. - V. 150. - P. 456-464 24. Manz A. The effect of microcolumn geometry on the performance of micro-gas chromatography columns for chip scale gas analyzers / A. Manz [et al.] // Sensors and Actuators B: Chemical. – 1990. - V. 1. – № 1-6. - P. 249-255. 25. Платонов В. И. Микрофлюидные колонки для газовой хроматографии: дисс. на соискание ученой степени канд. технических наук: 02.00.02 / Валерий Игоревич Платонов. – Самара, 2020. – 123 с. 26. Grob K. Making and Manipulating Capillary Columns for Gas Chromatography. (Eds.H. Verlag). - Heidelberg, 1986. - P. 156. 27. Shakeel H. Self-patterned gold-electroplated multicapillary gas separation columns with mpg stationary phases / H. Shakeel, M. Agah. // Journal of Microelectromechanical Systems. – 2013. – V. 22. - № 1. – P. 62-70. 28. Shakeel H. Semipacked columns with atomic layerdeposited alumina as a stationary phase / H. Shakeel, G.W. Rice, M. Agah // Sensors and Actuators B. – 2014. – V. 203. - P. 641-646. 29. Ali S. MEMS-based semi-packed gas chromatography columns / S. Ali, M. Ashraf-Khorassani, L.T. Taylor // Sensors and Actuators B: Chemical. – 2009. – V. 141 - № 1. – P. 309-315. 30. Seferovich W. Introduction to Open-Tubular Column Gas Chromatography/W. Seferovich, J.V. Hinshaw, L.S.Ettre // Journal of Chromatography. – 1986. - V. 24. - № 2. – P. 347. 31. Agah M. High-Speed MEMS-Based Gas Chromatography / M. Agah [et al.] // IEEE J. Microelectromech. Systems. – 2005. - V. 14. - № 5. - P. 1039-1050. 32. Agah M. M. High-speed MEMS-based gas chromatography [Текст] / M. Agah [et al.] // Journal of Microelectromechanical Systems. – 2006. – V. 15, № 5. – P. 1371-1378. 33. Lambertus G. Design, fabrication, and microfabricated columns evaluation of for gas chromatography / G. Lambertus, R. Sacks // Anal. Chem. – 2005. – V. 77. – P. 2078.