Микроэкстракционно-хроматографическое определение фурановых производных в трансформаторном масле

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Разработан экспрессный и экологически безопасный способ микроэкстракционного выделения фурановых производных из трансформаторного масла для их определения методом высокоэффективной жидкостной хроматографии со спектрофотометрическим детектированием в ультрафиолетовой области спектра. В качестве экстрагентов для реализации дисперсионной жидкостно-жидкостной микроэкстракции с вихревым диспергированием изучены различные гидрофильные эвтектические растворители. Установлено, что наиболее высокие значения степени извлечения (от 85 до 96 %) обеспечивает трехкомпонентный эвтектический растворитель на основе холин хлорида, уксусной кислоты и воды. Быстрое самопроизвольное разделение фаз позволило исключить стадию центрифугирования. Достигнуты пределы обнаружения (3σ) от 1 до 5 мкг/л.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

П. А. Годунов

Санкт-Петербургский государственный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: paulgodunov@yandex.ru
Россия, Университетский просп., 26, Санкт-Петербург, 198504

А. Ю. Шишов

Санкт-Петербургский государственный университет

Email: paulgodunov@yandex.ru
Россия, Университетский просп., 26, Санкт-Петербург, 198504

А. В. Булатов

Санкт-Петербургский государственный университет

Email: paulgodunov@yandex.ru
Россия, Университетский просп., 26, Санкт-Петербург, 198504

Список литературы

  1. Thiviyanathan V., Ker P., Leong Y., Abdullah F., Ismail A., Zaini Jamaludin Md. Power transformer insulation system: A review on the reactions, fault detection, challenges and future prospects // Alex. Eng. J. 2022. V. 61. P. 7597.
  2. Cheim L., Platts D., Prevost T., Xu S. Furan analysis for liquid power transformers // IEEE Electr. Insul. Mag. 2012. V. 28. P. 8.
  3. Kanumuri D., Sharma V., Rahi O. Analysis using various approaches for residual life estimation of power transformers // Int. J. Electr. Eng. 2019. V. 11. P. 389.
  4. ASTM D5837-15 Standard Test Method for Furanic Compounds in Electrical Insulating Liquids by High-Performance Liquid Chromatography (HPLC).
  5. ГОСТ Р МЭК 61198-2013 Масла изоляционные нефтяные. Методы определения 2-фурфурола и родственных соединений. М.: Стандартинформ, 2019. 12 с.
  6. Wang Y., Li H., Yang Z., Zhang W., Hua J. Simultaneous determination of furfural and its degradation products, furoic acid and maleic acid, in transformer oil by the reversed-phase vortex-assisted liquid-liquid microextraction followed by high-performance liquid chromatography // J. Sep. Sci. 2017. V. 40. P. 480.
  7. СТО 56947007-29.180.010.009 Методические указания по определению содержания фурановых производных в трансформаторных маслах методом газовой хроматографии. М.: Стандартинформ, 2007. 26 с.
  8. МКХА КН-01-12 (ФР.1.31.2015.21310) Методика количественного хроматографического анализа. Определение содержания фурановых производных и антиокислительной присадки ионол в энергетических маслах методом газожидкостной хроматографии. М.: Стандартинформ, 2012. 31 с.
  9. Bosworth T., Setford S., Heywood R., Saini S. Pulsed amperometric detection of furan compounds in transformer oil // Anal. Chim. Acta. 2001. V. 450. P. 253.
  10. Wang R., Huang X., Wang L. Facile electrochemical method and corresponding automated instrument for the detection of furfural in insulation oil // Talanta. 2016. V. 148. P. 412.
  11. López-Lorente Á., Pena-Pereira F., Pedersen-Bjergaard S., Zuin V., Ozkan S., Psillakis E. The ten principles of green sample preparation // Trends Anal. Chem. 2022. V. 148. Article 116530.
  12. Дмитриенко С.Г., Апяри В.В., Толмачева В.В., Горбунова М.В. Жидкостная экстракция органических соединений в каплю экстрагента. Обзор обзоров // Журн. аналит. химии. Т. 76. № 8. С. 675. (Dmitrienko S., Apyari V., Tolmacheva V., Gorbunova M. Liquid–liquid extraction of organic compounds into a single drop of the extractant: Overview of reviews // J. Anal. Chem. 2021. V. 76. P. 907.)
  13. Rutkowska M., Płotka-Wasylka J., Sajid M., Andruch V. Liquid–phase microextraction: A review of reviews // Microchem. J. 2019. V. 149. Article 103989.
  14. Psillakis E. Vortex-assisted liquid-liquid microextraction revisited // Trends Anal. Chem. 2019. V. 113. P. 332.
  15. Santana-Mayor Á., Rodríguez-Ramos R., Herrera-Herrera A., Socas-Rodríguez B., Rodríguez-Delgado M. Deep eutectic solvents. The new generation of green solvents in analytical chemistry // Trends Anal. Chem. 2021. V. 134. Article 116108.
  16. Abbott A. Deep eutectic solvents and their application in electrochemistry // Curr. Opin. Green Sustain. Chem. 2022. V. 36. Article 100649.
  17. Shishov A., Pochivalov A., Nugbienyo L., Andruch V., Bulatov A. Deep eutectic solvents are not only effective extractants // Trends Anal. Chem. 2020. V. 129. Article 115956.
  18. Cui Y., Li C., Yin J., Li S., Jia Y., Bao M. Design, synthesis and properties of acidic deep eutectic solvents based on choline chloride // J. Mol. Liq. 2017. V. 236. P. 338.
  19. Kudłak B., Owczarek K., Namieśnik J. Selected issues related to the toxicity of ionic liquids and deep eutectic solvents—a review // Environ. Sci. Pollut. Res. 2015. V. 22. P. 11975.
  20. Shishov A., Bulatov A., Locatelli M., Carradori S., Andruch V. Application of deep eutectic solvents in analytical chemistry. A review // Microchem. J. 2017. V. 135. P. 33.
  21. Martin Y. Exploring QSAR: Hydrophobic, electronic, and steric constants // J. Med. Chem. 1996. V. 39. P. 1189.
  22. Omar K., Sadeghi R. Database of deep eutectic solvents and their physical properties: A review // J. Mol. Liq. 2023. V. 384. Article 121899.
  23. Unsworth J., Mitchell F. Degradation of electrical insulating paper monitored with high performance liquid chromatography // IEEE Trans. Electr. Insul. 1990. V. 25. P. 737.
  24. Shishov A., Savinov S., Volodina N., Gurev I., Bulatov A. Deep eutectic solvent-based extraction of metals from oil samples for elemental analysis by ICP-OES // Microchem. J. 2022. V. 179. Article 107456.
  25. Vilková M., Płotka-Wasylka J., Andruch V. The role of water in deep eutectic solvent-base extraction // J. Mol. Liq. 2020. V. 304. Article 112747.
  26. Chromá R., Vilková M., Shepa I., Makoś-Chełstowska P., Andruch V. Investigation of tetrabutylammonium bromide-glycerol-based deep eutectic solvents and their mixtures with water by spectroscopic techniques // J. Mol. Liq. 2021. V. 330. Article 115617. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2021.115617
  27. Barwick V. Eurachem/CITAC Guide: Guide to Quality in Analytical Chemistry: An Aid to Accreditation. ISBN 978-0-948926-32-7. www.eurachem.org (01.06.2024)
  28. Taverniers I., De Loose M., Van Bockstaele E. Trends in quality in the analytical laboratory. II. Analytical method validation and quality assurance // Trends Anal. Chem. 2004. V. 23. P. 535.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Схема 1. Структурные формулы фурановых производных, образующихся в процессе деградации бумажной изоляции.

Скачать (68KB)
Метаданные
3. Рис. 1. Влияние природы карбоновой кислоты – донора водородной связи ЭР на эффективность извлечения фурановых производных из трансформаторного масла (n = 3, объем ЭР и трансформаторного масла – 500 мкл, концентрация аналитов – 500 мкг/л, содержание воды в ЭР – 10%, время перемешивания – 10 мин). В скобках указаны значения коэффициентов липофильности (lgKow).

Скачать (240KB)
Метаданные
4. Рис. 2. (а): Влияние мольного соотношения прекурсоров ЭР на степень извлечения фурановых производных; (б): влияние содержания воды в составе ЭР на степень извлечения фурановых производных (n = 3, объем ЭР и трансформаторного масла – 500 мкл, концентрация аналитов – 500 мкг/л, время перемешивания – 10 мин).

Скачать (220KB)
Метаданные
5. Рис. 3. Влияние соотношения объемов фаз на коэффициенты концентрирования фурановых производных (n = 3, объем ЭР – 100 мкл, концентрация аналитов – 500 мкг/л, состав ЭР – холин хлорид и уксусная кислота (1 : 1, моль/моль) с содержанием воды – 20 %, время перемешивания – 10 мин).

Скачать (201KB)
Метаданные
6. Рис. 4. Схема выполнения микроэкстракционно-хроматографического определения фурановых производных в трансформаторном масле.

Скачать (218KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024