Статья посвящена новому методу, в котором реализован способ поверх-ностной ионизации органических соединений азота, фосфора, мышьяка и серы. Описаны аналитические и экспериментальные исследования В.И. Ка-пустина, А.П. Коржавого по уточнению физико-химической теории по-верхностной ионизации, по разработке высокоэффективных материалов для изготовления термоэмиттеров ионов, а также конструкции, позволив-шие совместить поверхностно-ионизационный источник ионов с дрейф-спектрометром коаксиального типа и возможность многопараметрическо-го распознавания молекул в одном приборе.
электроспрейионизация, дрейф-спектрометрия коаксиального типа, дрей-фовая подвижность ионов
В настоящее время для диагностики органических соединений при-меняют радиоизотопную, лазерную, матричную, коронную, электроспрей-ионизацию. Стандартные приборы, на которых реализуется такая диагно-стика, характеризуются низкой селективностью и разрешающей способно-стью. В настоящее время для анализа рекомендуют дрейф-спектрометрию, в которой идентификация органических соединений осуществляется по па-раметрам дрейфовой подвижности ионов на воздухе атмосферного давле-ния.
Рецензируемая монография посвящена этому новому методу, в ко-тором реализован способ поверхностной ионизации органических соеди-нений азота, фосфора, мышьяка и серы. В монографии описаны аналити-ческие и экспериментальные исследования авторов по уточнению физико-химической теории поверхностной ионизации, по разработке высокоэф-фективных материалов для изготовления термоэмиттеров ионов, а также конструкции, позволившие совместить поверхностно-ионизационный ис-точник ионов с дрейф-спектрометром коаксиального типа и возможность многопараметрического распознавания молекул в одном приборе.
Монография В.И. Капустина, А.П. Коржавого состоит из введения, двенадцати глав текста, заключения, списка литературы, число страниц –276 [55].
В первой главе «Традиционные методы дрейф-спектрометрии» опи-саны суть спектрометрии ионной подвижности, тандемных дрейф-спектрометров и поверхностно-ионизационной дрейф-спектрометрии.
Вторая глава «Теоретические модели поверхностной ионизации ор-ганических соединений» описывает важные физические процессы – от классической модели поверхностной ионизации и элементов теории абсо-лютных скоростей реакций до модифицированной физико-химической мо-дели поверхностной ионизации различных органических соединений.
Третья глава рукописи рассматривает закономерности формирова-ния дрейф-спектров.
Глава четыре «Конструкции и технологии поверхностно-ионизационных дрейф-спектрометров» описывает конструктивные особен-ности приборов, узлов и деталей дрейф-спектрометров и материалов для их изготовления, а также носителей проб органических материалов.
Глава пять «Свойства материалов для термоэмиттеров ионов орга-нических соединений» посвящена описанию техники экспериментов по рассмотрению ионных термоэмиттеров.
Глава шесть под названием «Исследование активных центров на по-верхности окисленных сплавов молибдена» описывает вопросы образова-ния активных центров на окисленном молибдене.
Глава семь «Исследование активных центров на поверхности оксид-ных бронз щелочного металла» рассматривает особенности активных цен-тров на поверхности оксидных бронз.
В главе восемь «Параметры поверхностной ионизации органических соединений» описаны физические процессы поверхностной ионизации.
В главе девять «Масс-спектрометрия состава ионного тока с поверх-ности термоэмиттеров ионов» описана техника эксперимента при опреде-лении ионного тока термоэмиттеров.
Глава десять «Определение физико-химических параметров органи-ческих соединений в блоке источника ионов поверхностно-ионизационного дрейф-спектрометра» рассматривает особенности источника ионов.
В главе одиннадцать «Определение физико-химических параметров органических соединений в блоке дреф-камеры поверхностно-ионизационного дрейф-спектрометра» описана техника эксперимента при использовании блока дрейф-камеры.
Двенадцатая глава «Разработка лабораторных макетов поверхност-но-ионизационных дрейф-спектрометров» описывает предложенные кон-струкции лабораторных макетов для серийной разработки таких прибо-ров в будущем.
Введение и заключение в монографии содержательны. Список лите-ратуры достаточно представителен.
Монография написана технически грамотным языком и оформлена в соответствии с существующими требованиями. По оформлению рукописи замечаний нет.
Описанные в монографии приборы и техника эксперимента являются новыми и оригинальными. Они представляют интерес для широкого круга специалистов, работающих в том числе в области экологического монито-ринга окружающей среды, в медицине, пищевой промышленности, биохи-мии, и, самое важное, при решении досмотровых задач для пресечения не-законного оборота наркотических, отравляющих и взрывчатых веществ.
Основные результаты исследований В.И. Капустина и А.П. Коржа-вого, изложенные в монографии, были опубликованы в работах [1–31], в вышедшей ранее монографии [32] и учебном пособии [33] и защищены па-тентами РФ [34–54].
1. Капустин В.И. Высокочистые ультрадисперсные порошки оксидов: оборудование, технологии, применение [Текст] / В.И. Капустин // Перспек-тивные материалы. – 1998. – № 5. – С. 54–62.
2. Банных О.А. Физические методы обнаружения паров взрывчатых веществ [Текст] / О.А. Банных, К.Б. Поварова, В.И. Капустин, В.С. Петров // Перспективные материалы. – 2000. – № 5. – С. 87–94.
3. Капустин В.И. Физико-химические основы создания многокомпо-нентных оксидсодержащих катодных материалов [Текст] / В.И. Капустин // Перспективные материалы. – 2000. – № 2. – С. 5–17.
4. Банных О.А. Физикохимия поверхностной ионизации некоторых ти-пов органических молекул [Текст] / О.А. Банных, К.Б. Поварова, В.И. Ка-пустин, А.А. Бобров, В.С. Петров // Доклады Академии наук. – 2002. – Т. 385. – № 2. — С. 200–204.
5. Bannykh O.A. Physical chemistry of surface ionization of some types of organic molecules [Text] / O.A. Bannykh, K.B. Povarova, V.I. Kapustin, A.A. Bobrov, V.S. Petrov // Doklady physical chemistry. – 2002. – Vol. 385. – N 1-3. – Рp. 154–157.
6. Банных О.А. Новый подход к поверхностной ионизации и дрейф-спектроскопии органических молекул [Текст] / О.А. Банных, К.Б. Поваро-ва, В.И. Капустин // Журнал технической физики. – 2002. – Т. 72. – Вып. 12. – С. 88–93.
7. Bannykh O.A. New approach to the surface ionization and drift spectros-copy of the organic molecules [Text] / O.A. Bannykh, K.B. Povarova, V.I. Kapustin // J. Tech. Ph. – 2002. – Vol. 47. – № 12. – Рp. 1570–1575.
8. Банных О.А. Новый дрейф-спектрометр с поверхностной ионизацией органических молекул [Текст] / О.А. Банных, К.Б. Поварова, В.И. Капу-стин, А.А. Бобров, В.С. Петров // Наукоемкие технологии. – 2002. – Т. 3. – С. 37–40.
9. Капустин В.И. Параметры ионизации некоторых нитросоединений на поверхности оксидной бронзы щелочного металла [Текст] / В.И. Капу-стин, В.С. Петров, А.А. Черноусов // Письма ЖТФ. – 2004. – Т. 30. – Вып. 17. – С. 19–22.
10. Kapustin V.I. Ionization parameters of nitro compounds on the surface of alkali metal oxide bronze [Text] / V.I. Kapustin, V.S. Petrov, A.A. Chernousov // J. Tech. Phys. Let. – 2004. – Vol. 30. – No. 9. – Рp. 717, 718.
11. Капустин В.И. Новые материалы и технологии для подогрева-телей термоэмиттеров ионов органических соединений [Текст] / В.И. Капу-стин, А.К. Захаров, В.Ю. Попов, А.Л. Чекулаев, А.С. Богданов // Перспек-тивные материалы. – 2006. – № 6. –С. 5–9.
12. Капустин В.И. Физические основы контроля качества поверх-ностно-ионизационных термоэмиттеров ионов [Текст] / В.И. Капустин, А.К. Захаров, М.С. Гилязов, А.Л. Чекулаев // Перспективные материалы. – 2006. – № 3. – С. 76–81.
13. Капустин В.И. Нано- и роботизированные технологии в произ-водстве поверхностно-ионизационных термоэмиттеров ионов В.И. Капу-стин, А.Л. Чекулаев, А.С. Богданов, К.О. Нагоронов // Наукоемкие техно-логии. – 2007. – № 4. – С. 35–37.
14. Капустин В.И. Новый метод детектирования гептила и продук-тов его неполного окисления [Текст] / В.И. Капустин, И.И. Глухарев, А.В. Солодовников, А.С. Богданов, С.А. Солнцев, К.О. Нагорнов // Наукоемкие технологии. – 2007. – № 4. – С. 55–57.
15. Капустин В.И. Новые физические методы идентификации орга-нических соединений с использованием поверхностно-ионизационного дрейф-спектрометра [Текст] / В.И. Капустин, К.О. Нагорнов, А.Л. Чекула-ев // ЖТФ. – 2009. – Т. 79. – Вып. 5. –С. 109–116.
16. Kapustin V.I. New Physical Methods of Organic Compound Identi-fication Using a Surface Ionization Drift Spectrometer [Text] / V.I. Kapustin, K.O. Nagornov, A.L. Chekulaev // J. Technical Physics. – 2009. – Vol. 54. – No. 5. – Рp. 712–718.
17. Капустин В.И. Термогравиметрические и масс-спектрометрические исследования органических носителей проб химиче-ских объектов [Текст] / В.И. Капустин, С.А. Солнцев, В.С. Петров, А.П. Заровский // Наукоемкие технологии. – 2009. – Том 10. - Вып. 11. – С. 75–82.
18. Капустин В.И. Кинетика окисления и поверхностно-ионизационные свойства микролегированных сплавов молибдена [Текст] / В.И. Капустин, К.О. Нагорнов, А.А. Буш, К.Е. Каменцев // Перспективные материалы. – 2010. – № 1. – С. 33–40.
19. Капустин В.И. Приборы для детектирования токсичных ве-ществ на основе поверхностно-ионизационных наноструктурированных материалов. [Текст] / В.И. Капустин, А.С. Сигов, К.О. Нагорнов // Нано-техника. – 2010. – № 4. – С. 80–85.
20. Капустин В.И. Масс-спектрометрические исследования меха-низма ионизации органических соединений азота на поверхности микроле-гированного сплава молибдена [Текст] / В.И. Капустин, К.О. Нагорнов, О.Н. Харыбин, Е.Н. Николаев // ЖХФ. – 2011. – Т. 30. – № 7. – С. 1–14.
21. Kapustin V.I. Mass spectrometric study of the mechanism of the ionization of nitrogen containing compounds on the surface of a molybdenum microalloyed alloy [Text] / V.I. Kapustin, K.O. Nagornov, O.N. Kharybin, E.N. Nikolaev // Russian Journal of Physical Chemistry B. – 2011. – Vol. 5. – No. 4. – Рp. 689–700.
22. Солнцев С.А. Поверхностная ионизация органических соедине-ний азота, серы, фосфора и мышьяка [Текст] / С.А. Солнцев, К.О. Нагор-нов, В.И. Капустин // Вестник МИТХТ. – 2011. – № 2. – С. 112–118.
23. Капустин Д.В. Поверхностно-ионизационные свойства моно-кристаллов и поликристаллов оксидных бронз щелочного металла [Текст] / Д.В. Капустин, А.А. Буш, А.К. Захаров, В.И. Капустин // Перспективные материалы. – 2013. – № 6. – С. 15–21.
24. Капустин Д.В. Поверхностно-ионизационные свойства оксид-ной бронзы щелочного металла [Текст] / Д.В. Капустин, А.А. Буш, К.О. Нагорнов, В.И. Капустин // Письма в ЖТФ. – 2012. – Том 38. – Вып. 4. – С. 83–88.
25. Kapustin D.V. Surface ionization properties of alkali metal oxide bronze [Text] / D.V. Kapustin, A.A. Bush, K.O. Nagornov, V.I. Kapustin // Technical physics letters. – 2012. – Vol. 38. - No. 2. - pp. 197 – 199.
26. Капустин В.И. Спектрометрия линейной и нелинейной дрейфо-вой подвижности ионов органических соединений [Текст] / В.И. Капустин, С.А. Солнцев // Наукоемкие технологии. – 2012. – Т.13. – № 2. – С. 47–54.
27. Капустин Д.В. Поверхностно-ионизационные свойства моно-кристаллов и поликристаллов оксидных бронз щелочного металла [Текст] / Д.В. Капустин, А.А. Буш, А.К. Захаров, В.И. Капустин // Перспективные материалы. – 2013. – № 6. – С. 15–21.
28. Kapustin D.V. Surface Ionization Properties of Single Crystals and Polycrystals of Alkali Metal Oxide Bronzes. [Text] / D.V. Kapustin, A.A. Bush, A.K. Zakharov, V.I. Kapustin // Inorganic Materials: Applied Research. – 2014. – Vol. 4. – No. 5. – Рp. 420–425.
29. Капустин В.И. Исследования электронной структуры моно-кристаллов натрий-ванадиевых бронз типа NaxV2O5 при х = 0,23, 0,28 и 0,33 [Текст] / В.И. Капустин, Г.В. Назин, Л.Л. Лев, Д.В. Капустин // По-верхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. – 2014. – № 2. – С. 1–11.
30. Nazin V.G. Study of the Electronic Structure of Sodium–Vanadium Bronze (NaxV2O5) Single Crystals at x = 0.23, 0.28, and 0.33 [Text] / V.G. Nazin, L.L. Lev, V.I. Kapustin, D.V. Kapustin // Journal of Surface Investiga-tion. X-ray, Synchrotron and Neutron Techniques. – 2014. – Vol. 8. – No. 1. – Рp. 117–126.
31. Капустин Д.В. Исследование состава ионного тока при иониза-ции паров технического тротила на поверхности оксидной бронзы щелоч-ного металла [Текст] / Д.В. Капустин, А.П. Коржавый, В.И. Капустин // Наукоемкие технологии. – 2014. – № 2. – С. 32–41.
32. Коржавый А.П. Методы экспериментальной физики в избран-ных технологиях защиты природы и человека [Текст]: монография / А.П. Коржавый, В.И. Капустин, Г.В. Козьмин. – М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2012. – 352 с.
33. Капустин В.И. Материаловедение и технологии электроники [Текст]: учебное пособие для вузов / В.И. Капустин, А.С. Сигов. – М.: ИНФРА-М, 2014. – 427 с.
34. Патент 2186384 РФ. Способ обнаружения и анализа следовых ко-личеств органических молекул в атмосфере воздуха [Текст] / В.И. Капу-стин [и др.] // Заявл. 21.12.1999, опубл. 27.07.2002. Б.И. № 21.
35. Патент РФ 2105379. Способ получения сплошной пленки с алмазо-подобной структурой и устройство для его осуществления [Текст] / В.И. Капустин [и др.] // Заявл. 12.06.1998.
36. Патент 2260869 РФ. Материал термоэмиттера для поверхностной ионизации органических соединений на воздухе и способ активации тер-моэмиттера [Текст] / В.И. Капустин // Заявл. 12.04.2004, опубл. 20.09.2005. Б.И. № 26.
37. Патент 2262697 РФ. Способ контроля термоэмиссионного состоя-ния поверхностно-ионизационного термоэмиттера ионов [Текст] / В.И. Ка-пустин // Заявл. 17.05.2004, опубл. 20.10.2005. Б.И. № 29.
38. Патент 2265835 РФ. Способ анализа органических соединений в составе атмосферы воздуха [Текст] / В.И. Капустин // Заявл. 19.04.2004, опубл. 10.12.2005. Б.И. № 34.
39. Патент 2528548 РФ. Термоэмиттер ионов органических соединений [Текст] / В.И. Капустин // Заявл. 17.10.2012, опубл. 27.04.14.Б.И. № 12.
40. Патент 2329563 РФ. Способ и устройство для распознавания орга-нических соединений [Текст] / В.И. Капустин // Заявл. 25.12.2006, опубл. 20.07.2008. Б.И. № 20.
41. Патент 2357239 РФ. Способ идентификации органических молекул [Текст] / В.И. Капустин // Заявл. 08.11.2007, опубл. 27.05.2009. Б.И. № 15.
42. Патент 2444730 РФ. Способ идентификации атомов и молекул [Текст] / В.И. Капустин // Заявл. 22.12.2010, опубл. 10.02.2012. Б.И. № 7.
43. Патент 2389011 РФ. Способ анализа органических соединений [Текст] / В.И. Капустин // Заявл. 30.12.2008, опубл. 10.05.2010. Б.И. № 13.
44. Патент 2293976 РФ. Поверхностно-ионизационный источник ионов органических соединений [Текст] / В.И. Капустин // Заявл. 30.03.2004, опубл. 20.02.2007. Б.И. № 5.
45. Патент 2293973 РФ. Источник ионов органических соединений [Текст] / В.И. Капустин // Заявл. 18.04.2005, опубл. 20.02.2007. Б.И. № 5.
46. Патент 2293977 РФ. Спектрометр ионной подвижности [Текст] / В.И. Капустин // Заявл. 21.02.2005, опубл. 10.08.2006. Б.И. № 5.
47. Патент 2293975 РФ. Блок коллектора ионов спектрометра ионной подвижности [Текст] / В.И. Капустин // Заявл. 30.03.2004, опубл. 20.07.2007. Б.И. № 5.
48. Патент 2293974 РФ. Спектрометр дрейфовой подвижности ионов [Текст] / В.И. Капустин // Заявл. 18.04.2005, опубл. 20.07.2007. Б.И. № 5.
49. Патент 2293978 РФ. Блок коллектора спектрометра дрейфовой по-движности ионов [Текст] / В.И. Капустин // Заявл. 18.04.2005, опубл. 20.02.2007. Б.И. № 5.
50. Патент 2263996 РФ. Способ контроля состояния спектрометра ионной подвижности с поверхностно-ионизационным термоэмиттером ионов [Текст] / В.И. Капустин // Заявл. 25.05.2004, опубл. 10.11.2005. Б.И. № 31.
51. Патент 2354963 РФ. Способ идентификации органических молекул [Текст] / В.И. Капустин // Заявл. 08.11.2007, опубл. 10.05.2009. Б.И. № 13.
52. Патент 2390748 РФ. Система для дистанционного отбора и анализа воздушных проб с поверхности и из негерметизированных объектов [Текст] / В.И. Капустин // Заявл. 22.12.2008, опубл. 27.05.2010. Б.И. № 15.
53. Патент 2327982 РФ. Генератор потока пара органических веществ [Текст] / В.И. Капустин // Заявл. 25.12.2006, опубл. 27.06.2008. Б.И. № 18.
54. Патент 2447429 РФ. Система для дистанционного отбора и анализа воздушных проб [Текст] / В.И. Капустин // Заявл. 22.12.2010, опубл. 10.04.2012. Б.И. № 10.
55. Капустин В.И. Поверхностно-ионизационная дрейф-спектрометрия [Текст]: монография / В.И. Капустин, А.П. Коржавый. – М.: ИНФРА-М, 2015. – 286 с.
