Почему так эффективен анализ частиц?
Загрязняющие вещества - это примеси, которые не должны входить в состав производимого продукта. Такие вещества зачастую могут оказывать нежелательный эффект на качество продукта, и даже их очень малое количество иногда может оказаться критичным.
В традиционной химии загрязняющие вещества или примеси - это вещества, которые представлены в материале в небольших количествах. С точки зрения массы - это материал, содержание которого намного меньше одного массового процента. Тем не менее, некоторые вещества даже в концентрациях всего несколько сотен на миллиард могут сделать продукт непригодным для использования. В случае, если нежелательная примесь равномерно распределяется в смеси, может быть очень сложно, с аналитической точки зрения, найти инструментальный метод, способный оценить и измерить степень загрязнения с высокой точностью.
Методы объемного анализа, такие как масс-спектрометрия с индуктивно связанной плазмой, могут справиться с подобными задачами в некоторых случаях, однако зачастую задача может оказаться гораздо сложнее. В ситуациях, когда загрязняющие вещества неравномерно распределены в продукте, метод массового анализа не подходит. К счастью, в таких случаях загрязнители имеют тенденцию проявляться в виде неоднородных формирований или частиц.
Микроскопия и другие методы анализа на основе микроскопии, позволяют решить данную проблему, поскольку их можно использовать для идентификации загрязняющего материала отдельно.
В данном примере объект исследования - таблетка с коричневым пятном, закрепленная на алюминиевом диске с проводящим углеродным скотчем для проведения анализа с помощью сканирующей электронной микроскопии.
На электронной микрофотографии пятно плохо различимо на фоне таблетки, но по рельефу можно заметить, что оно состоит из твердых частиц.
Рентгеновской спектр показывает, что коричневое пятно в основном состоит из соединений железа. Однако так как мы анализируем всё пятно, нам неизвестны взаимосвязи между другими элементами.
При использовании метода анализа частиц мы можем получить гораздо более подробную информацию о составе материала, который формирует пятно. Частицы были изолированы и помещены на подложку с низким атомным номером, чтобы не было влияния заднего фона на контрастность изображения. Затем частицы были проанализированы по-отдельности.
Мы можем видеть, что есть частицы, которые содержат железо, связанное с серой и хлором, которые, в свою очередь, являются типичными элементами в агрессивных средах. Данная информация может дать гораздо больше понимания о возможных источниках и причинах возникновения загрязнения.
Анализ частиц позволяет нам идентифицировать загрязняющие материалы. Это помогает определить источник их возникновения в производственной цепочке, своевременно их устранить и в значительной степени повысить эффективность производства.
...
19.01.2022
