zhpsЖурнал прикладной спектроскопииZhurnal Prikladnoii Spektroskopii0514-7506B. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Scienceszhps-71Research ArticleСтатьиОПТОАКУСТИЧЕСКИЕ СИГНАЛЫ В РАСТВОРАХ МЕТИЛЕНОВОГО СИНЕГО В СМЕСИ ВОДА/ГЛИЦЕРИН В ПРИСУТСТВИИ НАНОЧАСТИЦ ДИОКСИДА ТИТАНАPHOTOACOUSTIC SIGNALS IN METHYLENE BLUE SOLUTIONS IN WATER/GLYCEROL MIXTURE CONTAINING TITANIUM DIOXIDE NANOPARTICLESЗвековА. А.ZvekovA. A.noemail@neicon.ruНурмухаметовД. Р.NurmukhametovD. R.noemail@neicon.ruКоржМ. Г.KorzhM. G.noemail@neicon.ruКаленскийА. В.KalenskiiA. V.kriger@kemsu.ruАдуевБ. П.AduevB. P.noemail@neicon.ruФедеральный исследовательский центр угля и углехимии Сибирского отделения Российской АН, Институт углехимии и химического материаловеденияFederal Research Center of Coal and Coal Chemistry, Siberian Branch of Russian Academy of Sciences, Institute of Chemistry of Coal and Material ScienceГородской классический лицейCity Classic LyceumКемеровский государственный университетKemerovo State University201710032020843391398Copyright © Звеков А.А., Нурмухаметов Д.Р., Корж М.Г., Каленский А.В., Адуев Б.П., 20202020Звеков А.А., Нурмухаметов Д.Р., Корж М.Г., Каленский А.В., Адуев Б.П.Zvekov A.A., Nurmukhametov D.R., Korzh M.G., Kalenskii A.V., Aduev B.P.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://zhps.ejournal.by/jour/article/view/71

Исследованы закономерности оптоакустических явлений, инициируемых импульсным излучением второй гармоники YAG:Nd 3+ -лазера (532 нм) в растворе метиленового синего в смеси вода/глицерин (1:1 по исходному объему), содержащей наночастицы диоксида титана в качестве светорассеивающего компонента. Методом стационарной спектроскопии поглощения показано, что степень димеризации метиленового синего в таком растворителе значительно ниже, чем в воде. Получены зависимости амплитуды сигнала, нормированной на плотность энергии импульса, и эффективной константы роста сигнала от концентраций метиленового синего и диоксида титана. Показано, что амплитуда сигнала практически не зависит, а эффективная константа роста сигнала линейно зависит от концентрации наночастиц диоксида титана. Предложен способ одновременного оптоакустического определения концентраций обоих компонентов. Погрешность определения концентраций метиленового синего в контрольных образцах £5 %, диоксида титана <37 %.

In this paper, we invstigated the features of photoacoustic phenomena induced by the second harmonic of YAG:Nd3+ laser pulses in a methylene blue solution in a water/glycerol (1:1) mixture containing titanium dioxide nanoparticles as a light-scattering impure. Using stationary spectroscopy, we found that the dimerization degree of methylene blue is substantially lower for this solvent comparing with water. The dependencies of the signal amplitude normalized to the pulse energy density and the effective signal rise constant on the methylene blue and titanium dioxide nanoparticles concentrations were obtained. It is shown that the signal rise constant depends linearly on the concentration of titanium dioxide nanoparticles, while the amplitude is almost independent. A method is suggested for simultaneous photoacoustic determination of concentrations of both components. For testing samples, the uncertainty of the determination of the components concentration is less than 5% for methylene blue and less than 37% for titanium dioxide.

оптоакустическая спектроскопиянеразрушающий контрольрассеяние светаметиленовый синийдиоксид титанаphotoacoustic spectroscopynon-destructive controllight scatteringmethylene bluetitanium dioxideReferencesВ. Э. Гусев, А. А. Карабутов. Лазерная оптоакустика, Москва, Наука (1991) 14-40 [V. Z. Gusev, A. A. Karabutov. Laser Optoacoustics, American Institute of Physics (1992)]В. Э. Гусев, А. А. Карабутов. Лазерная оптоакустика, Москва, Наука (1991) 14-40 [V. Z. Gusev, A. A. Karabutov. Laser Optoacoustics, American Institute of Physics (1992)]Б. П. Адуев, Д. Р. Нурмухаметов, Р. И. Фурега, И. Ю. Лисков. Хим. физика, 33, № 12 (2014) 29-32 [B. P. Aduev, D. R. Nurmukhametov, R. I. Furega, I. Yu. Liskov. Russ. J. Phys. Chem. B, 8, N 6 (2014) 852-855]Б. П. Адуев, Д. Р. Нурмухаметов, Р. И. Фурега, И. Ю. Лисков. Хим. физика, 33, № 12 (2014) 29-32 [B. P. Aduev, D. R. Nurmukhametov, R. I. Furega, I. Yu. Liskov. Russ. J. Phys. Chem. B, 8, N 6 (2014) 852-855]J. Xia, J. Yao, L. V. Wang. Progres. Electromagn. Res., 147 (2014) 1-22J. Xia, J. Yao, L. V. Wang. Progres. Electromagn. Res., 147 (2014) 1-22J. Yao, L. Wang, C. Li, C. Zhang, L. V. Wang. Phys. Rev. Lett., 112, N 1 (2014) 014302J. Yao, L. Wang, C. Li, C. Zhang, L. V. Wang. Phys. Rev. Lett., 112, N 1 (2014) 014302О. В. Зюрюкина, Е. К. Волкова, М. И. Перченко, А. П. Соловьев. Опт. и спектр., 116, № 4 (2014) 688-691 [O. V. Zyuryukina, E. K. Volkova, M. I. Perchenko, A. P. Solov’ev. Opt. Spectrosc., 116, N 4 (2014) 638-641]О. В. Зюрюкина, Е. К. Волкова, М. И. Перченко, А. П. Соловьев. Опт. и спектр., 116, № 4 (2014) 688-691 [O. V. Zyuryukina, E. K. Volkova, M. I. Perchenko, A. P. Solov’ev. Opt. Spectrosc., 116, N 4 (2014) 638-641]В. Г. Петрук, А. П. Иванов, С. М. Кватернюк, В. В. Барун. Журн. прикл. спектр., 83, № 1 (2016) 96-104 [V. G. Petruk, A. P. Ivanov, S. M. Kvaternyuk, V. V. Barun. J. Appl. Spectr., 83 (2016) 85-92]В. Г. Петрук, А. П. Иванов, С. М. Кватернюк, В. В. Барун. Журн. прикл. спектр., 83, № 1 (2016) 96-104 [V. G. Petruk, A. P. Ivanov, S. M. Kvaternyuk, V. V. Barun. J. Appl. Spectr., 83 (2016) 85-92]С. А. Лысенко, М. М. Кугейко, В. А. Фираго, А. И. Кубарко. Опт. и спектр., 117, № 3 (2014) 688-691 [S. A. Lisenko, M. M. Kugeiko, V. A. Firago, A. I. Kubarko. Opt. Spectrosc., 117, N 3 (2014) 500-505]С. А. Лысенко, М. М. Кугейко, В. А. Фираго, А. И. Кубарко. Опт. и спектр., 117, № 3 (2014) 688-691 [S. A. Lisenko, M. M. Kugeiko, V. A. Firago, A. I. Kubarko. Opt. Spectrosc., 117, N 3 (2014) 500-505]J. Chen, T. C. Cesario, P. M. Rentzepis. Chem. Phys. Lett., 498 (2010) 81-85J. Chen, T. C. Cesario, P. M. Rentzepis. Chem. Phys. Lett., 498 (2010) 81-85J. C. Dean, D. G. Oblinsky, S. Rafiq, G. D. Scholes. J. Phys. Chem. B, 120, N 3 (2016) 440-454J. C. Dean, D. G. Oblinsky, S. Rafiq, G. D. Scholes. J. Phys. Chem. B, 120, N 3 (2016) 440-454E. Morgounova, Q. Shao, B. J. Hackel, D. D. Thomas, S. Ashkenazi. J. Biomed. Opt., 18, N 5 (2013) 056004E. Morgounova, Q. Shao, B. J. Hackel, D. D. Thomas, S. Ashkenazi. J. Biomed. Opt., 18, N 5 (2013) 056004E. D. Palik. Handbook of Optical Constants of Solids, Academic Press (1985) 794-804E. D. Palik. Handbook of Optical Constants of Solids, Academic Press (1985) 794-804F. Asllanaj, A. Addoum, S. Contassot-Vivier. J. Quant. Spectr. Radiat.Transf., 165 (2015) 1-11F. Asllanaj, A. Addoum, S. Contassot-Vivier. J. Quant. Spectr. Radiat.Transf., 165 (2015) 1-11А. Д. Крайнов, А. М. Мокеева, Е. А. Сергеева, П. Д. Агрба, М. Ю. Кириллин. Опт. и спектр., 115, № 2 (2013) 227-234 [A. D. Krainov, A. M. Mokeeva, E. A. Sergeeva, P. D. Agrba, M. Yu. Kirillin. Opt. Spectrosc., 115 (2013) 193-200]А. Д. Крайнов, А. М. Мокеева, Е. А. Сергеева, П. Д. Агрба, М. Ю. Кириллин. Опт. и спектр., 115, № 2 (2013) 227-234 [A. D. Krainov, A. M. Mokeeva, E. A. Sergeeva, P. D. Agrba, M. Yu. Kirillin. Opt. Spectrosc., 115 (2013) 193-200]С. А. Лысенко, М. М. Кугейко. Опт. и спектр., 115, № 4 (2013) 691-700 [S. A. Lisenko, M. M. Kugeiko. Opt. Spectrosc., 115 (2013) 610-618]С. А. Лысенко, М. М. Кугейко. Опт. и спектр., 115, № 4 (2013) 691-700 [S. A. Lisenko, M. M. Kugeiko. Opt. Spectrosc., 115 (2013) 610-618]B. Muktha, G. Madras, T. N. Guru Row, U. Scherf, S. Patil. J. Phys. Chem. B, 111 (2007) 7994-7998B. Muktha, G. Madras, T. N. Guru Row, U. Scherf, S. Patil. J. Phys. Chem. B, 111 (2007) 7994-7998А. В. Каленский, А. А. Звеков, М. В. Ананьева, И. Ю.Зыков, В. Г. Кригер, Б. П. Адуев. Физика горения и взрыва, 50, № 3 (2014) 98-104 [A. V. Kalenskii, A. A. Zvekov, M. V. Anan’eva, I. Yu. Zykov, V. G. Kriger, B. P. Aduev. Combustion, Explosion, and Shock Waves, 50, N 3 (2014) 333-338]А. В. Каленский, А. А. Звеков, М. В. Ананьева, И. Ю.Зыков, В. Г. Кригер, Б. П. Адуев. Физика горения и взрыва, 50, № 3 (2014) 98-104 [A. V. Kalenskii, A. A. Zvekov, M. V. Anan’eva, I. Yu. Zykov, V. G. Kriger, B. P. Aduev. Combustion, Explosion, and Shock Waves, 50, N 3 (2014) 333-338]А. В. Каленский, М. В. Ананьева, А. А. Звеков, И. Ю. Зыков. ЖТФ, 85, № 3 (2015) 119-123 [A. V. Kalenskii, M. V. Anan’eva, A. A. Zvekov, I. Yu. Zykov. Tech. Phys., 60, N 3 (2015) 437-441]А. В. Каленский, М. В. Ананьева, А. А. Звеков, И. Ю. Зыков. ЖТФ, 85, № 3 (2015) 119-123 [A. V. Kalenskii, M. V. Anan’eva, A. A. Zvekov, I. Yu. Zykov. Tech. Phys., 60, N 3 (2015) 437-441]В. Г. Кригер, А. В. Каленский, А. А. Звеков. Физика горения и взрыва, 46, № 1 (2010) 69-72 [V. G. Kriger, A. V. Kalenskii, A. A. Zvekov. Combustion, Explosion, and Shock Waves, 46, N 1 (2010) 60-63]В. Г. Кригер, А. В. Каленский, А. А. Звеков. Физика горения и взрыва, 46, № 1 (2010) 69-72 [V. G. Kriger, A. V. Kalenskii, A. A. Zvekov. Combustion, Explosion, and Shock Waves, 46, N 1 (2010) 60-63]А. А Карабутов, И. М. Пеливанов Н. Б Подымова, С. Е. Скипетров. Квант. электрон., 29, № 3 (1999) 215-220 [A. A. Karabutov, I. M. Pelivanov, N. B. Podymova, S. E. Skipetrov. Quantum Electron., 29, N 12 (1999) 1054]А. А Карабутов, И. М. Пеливанов Н. Б Подымова, С. Е. Скипетров. Квант. электрон., 29, № 3 (1999) 215-220 [A. A. Karabutov, I. M. Pelivanov, N. B. Podymova, S. E. Skipetrov. Quantum Electron., 29, N 12 (1999) 1054]Б. П. Адуев, Д. Р. Нурмухаметов, Г. М. Белокуров, А. А. Звеков, А. В. Каленский, А. П. Никитин, И. Ю. Лисков. ЖТФ, 84, № 9 (2014) 126-131 [B. P. Aduev, D. R. Nurmukhametov, G. M. Belokurov, A. A. Zvekov, A. V. Kalenskii, A. P. Nikitin, I. Yu. Liskov. Tech. Phys., 59, N 9 (2014) 1387-1392]Б. П. Адуев, Д. Р. Нурмухаметов, Г. М. Белокуров, А. А. Звеков, А. В. Каленский, А. П. Никитин, И. Ю. Лисков. ЖТФ, 84, № 9 (2014) 126-131 [B. P. Aduev, D. R. Nurmukhametov, G. M. Belokurov, A. A. Zvekov, A. V. Kalenskii, A. P. Nikitin, I. Yu. Liskov. Tech. Phys., 59, N 9 (2014) 1387-1392]А. А. Звеков, А. В. Каленский, А. П. Никитин, Б. П. Адуев. Комп. оптика, 38, № 4 (2014) 749-756 [A. A. Zvekov, A. V. Kalenskii, A. P. Nikitin, B. P. Aduev. Comp. Opt., 38, N 4 (2014) 749-756]А. А. Звеков, А. В. Каленский, А. П. Никитин, Б. П. Адуев. Комп. оптика, 38, № 4 (2014) 749-756 [A. A. Zvekov, A. V. Kalenskii, A. P. Nikitin, B. P. Aduev. Comp. Opt., 38, N 4 (2014) 749-756]А. А. Звеков, А. А. Каленский, Б. П. Адуев, М. В. Ананьева. Журн. прикл. спектр., 82, № 2 (2015) 219-226 [A. A. Zvekov, A. V. Kalenskii, B. P. Aduev, M. V. Ananyeva. J. Appl. Spectr., 82, N 2 (2015) 213-220]А. А. Звеков, А. А. Каленский, Б. П. Адуев, М. В. Ананьева. Журн. прикл. спектр., 82, № 2 (2015) 219-226 [A. A. Zvekov, A. V. Kalenskii, B. P. Aduev, M. V. Ananyeva. J. Appl. Spectr., 82, N 2 (2015) 213-220]A. J. Welch. IEEE J. Quantum Electron., QE-20, N 12 (1984) 1471-1481A. J. Welch. IEEE J. Quantum Electron., QE-20, N 12 (1984) 1471-1481A. Perepukhov, O. Kishenkov, A. Maximychev, S. Gudenko, L. Menshikov, D. Alexandrov. Micropor. Mesopor. Mater., 205 (2015) 7-10A. Perepukhov, O. Kishenkov, A. Maximychev, S. Gudenko, L. Menshikov, D. Alexandrov. Micropor. Mesopor. Mater., 205 (2015) 7-10

The authors declare that there are no conflicts of interest present.