Диссертация

Ультраследовые содержания благородных металлов (БМ: Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt, Au) характерны для ультраосновных магматических горных пород, где их главными минералами-концентраторами являются сульфидные фазы, а также трудноразлагаемые минералы хромит и оливин (в меньшей степени). Ультраосновные породы формируются в процессе частичного плавления вещества верхней мантии в различных условиях, отражающих разнообразие тектонических обстановок на Земле. Содержания БМ и оценка их соотношений используются в качестве косвенных критериев, отражающих условия формирования горных пород, поэтому необходимо групповое определение БМ на уровне ультраследовых концентраций в сложной по составу матрице растворов разложения горных пород. Достоверное определение БМ на уровне 10-5 масс.% и ниже требует использования больших навесок (более 5 г), что, в сочетании с агрессивными реагентами для разложения, приводит к высокосолевому составу конечного раствора и, зачастую, невозможности его прямого ввода в высокочувствительное спектральное оборудование. Для решения этой проблемы требуется концентрирование аналитов, а сорбция — лучший вариант с точки зрения простоты исполнения и масштабирования при большом потоке образцов. Разработка новых систем концентрирования БМ для последующего группового определения благородных металлов остается актуальной задачей. Обычно авторы исследований обращаются к сорбционному концентрированию с использованием N,S-содержащих сорбентов или N-содержащих сорбентов с протонируемыми алифатическими и ароматическими аминами. Сорбенты таких типов хорошо изучены. Многие методики сорбционного концентрирования БМ, предложенные и применявшиеся в начале 1990-2010 годах, сложно адаптировать в современных реалиях по разным причинам: от недоступности сорбентов до несовместимости условий извлечения с последующим определением на современном высокочувствительном оборудовании. Более современные предложения для аналитического использования недостаточно эффективны в отношении всей группы БМ или трудоемки и неоптимальны. Сорбенты с функциональными группами квартеризованных ароматических гетероциклических аминов гораздо менее изучены и представлены в литературе, по сравнению с алифатическими четвертичными аммониевыми основаниями. В одной из работ группы профессора В.А. Даванкова показано, что поли-4-винилпиридиниевые сверхсшитые сетчатые сорбенты, содержащие четвертичные атомы азота, эффективны для извлечения палладия при комнатной температуре, а также упоминается их эффективность в отношении платины и родия. В контексте группового извлечения всей группы благородных металлов эти сорбенты ранее не изучались. За счёт структурных особенностей и значительного набухания в водных средах такие сорбенты обладают высокой доступностью сорбционных центров, а предположительный ионообменный механизм извлечения подразумевает легкую десорбцию, что делает эти сорбенты привлекательными для группового извлечения БМ в аналитических целях. Кроме того, не стоит на месте развитие спектрометрических методов анализа, направленное на повышение чувствительности аналитических приборов, в том числе при определении аналитов в твердой фазе. Сорбционное концентрирование возможно комбинировать как с высокочувствительными спектральными методами определения аналитов в растворах (таким, как масс-спектрометрия с индуктивно-связанной плазмой), так и с методами определения в твердой фазе. Сочетание концентрирования на пиридиниевых сорбентах с активно развивающимся рентгенофлуоресцентным анализом с полным внешним отражением могло бы расширить горизонты применения как сорбентов такого типа, так и данного метода анализа. Цель работы состояла в изучении группового концентрирования хлорокомплексов благородных металлов с помощью новых экспериментальных поливинилпиридиниевых сорбентов из солянокислых растворов разложения горных пород с содержаниями ниже 10-5 масс.% с последующим определением в концентратах методами рентгенофлуоресцентного анализа с полным внешним отражением и масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой.