Сравнение традиционных адсорбентов и адсорбентов на основе фуллерена для детектирования 1,4‑диоксана и 2‑метил-1,3‑диоксолана в молоке

В настоящей статье с использованием методов теории функционала плотности представлены результаты анализа традиционных адсорбентов и адсорбентов на основе наноразмерных частиц, способных улавливать молекулы 1,4‑диоксана и 2‑метил-1,3‑диоксолана в молоке. Мы рассмотрели ряд взаимодействующих соединений, в том числе 1,4‑диоксан — первичный амин, 1,4‑диоксан — вторичный амин, 1,4‑диоксан — фуллерен C20, 1,4‑диоксан — фрагмент структуры активированного угля, 2‑метил-1,3‑диоксолан — первичный амин, 2‑метил-1,3‑диоксолан — вторичный амин, 2‑метил-1,3‑диоксолан — фуллерен C20, 2‑метил-1,3‑диоксолан — фрагмент структуры активированного угля. Нами определены оптимальные конфигурации соответствующих взаимодействующих структур, оценены их энергии связи и химические потенциалы. Наибольшее значение энергии связи зафиксировано для 1,4‑диоксана, адсорбированного на фуллерене C20. Вместе с тем, рассчитана величина энергетической щели между наивысшими занятыми HOMO и наинизшими свободными LUMO молекулярными состояниями, что позволяет охарактеризовать реакционную способность и стабильность молекул. Соединения 1,4‑диоксана и 2‑метил-1,3‑диоксолана с аминами имеют достаточно большую щель HOMO-LUMO. С использованием представления об электронной функции локализации, мы обнаружили, что между 1,4‑диоксаном и фуллереном C20 образуется ковалентная связь с достаточно высокой степенью локализации электронов в области связи. В остальных случаях значение функции локализации указывает на отсутствие химической связи между соединениями. Предлагаемое исследование дает рекомендации по адсорбции 1,4‑диоксана и 2‑метил-1,3‑диоксолана в целях дальнейшей твердофазной микроэкстракции, что позволит находить их в молоке методом газовой хроматографии с применением пламенно-ионизационного детектора.

1. Министерство науки и высшего образования Российской Федерации - Соглашение № 075-10-2021-107 от «24» сентября 2021 г.; Идентификатор государственного контракта 0000000007521R500002