Модифицирование поверхности носителя для газовой хроматографии

Модифицирование поверхности носителя для газовой хроматографии [c.27]

Адсорбционное модифицирование поверхности адсорбента для хроматографии можно провести четырьмя путями. Первый путь заключается в усилении адсорбции газа-носителя. Введение в состав газа-носителя сильно адсорбирующихся веществ [75], применение адсорбирующихся газов-носителей при высоких давлениях [75], в частности в сверхкритическом состоянии [76], или использование в качестве носителей паров, например паров воды [77], уменьшает адсорбцию компонентов разделяемой смеси благодаря межмолекулярному взаимодействию молекул компонентов смеси с молекулами газа-носителя как в адсорбированном, так и в газовом состоянии, (см. гл. 3 и 9). В качестве сильно адсорбирующихся подвижных фаз использовали диоксид углерода, аммиак, сероуглерод, формальдегид, тетрахлорид углерода [75, 78, 79]. Газоадсорбционную хроматографию с парами воды и органических веществ в качестве подвижной фазы применяли для определения ароматических аминов, для контроля загрязнений окружающей среды. Газовая хроматография с неидеальными элюентами рассмотрена в обзорах [75, 79]. [c.29]

Разнообразное применение уже нашли эффективные кремнеземные адсорбенты и избирательные поглотители, носители активной фазы в катализе, наполнители, в том числе армирующие волокна, для полимерных систем, загустители дисперсионных сред, связующие для формовочных материалов, адсорбенты и носители для газовой хроматографии и др. Большое развитие получило химическое модифицирование поверхности дисперсного кремнезе.ма, что дает возможность направленно изменять [c.7]

Адсорбенты с нанесенными на поверхность модифицирующими слоями. Помимо прямого синтеза или термической обработки адсорбентов для получения близкой к однородной поверхности возможен и другой путь — адсорбционное или химическое модифицирование неоднородной поверхности адсорбента-носителя. Обычно такое модифицирование приводит к уменьшению энергии адсорбции вследствие экранирования адсорбента-носителя. Поэтому для применений, например в газовой хроматографии, удельная поверхность адсорбента-носителя должна быть достаточно велика. [c.76]

Резюмируя, можно сказать, что для целей газовой хроматографии пригоден преимущественно материал, который с самого начала или после такого модифицирования неактивен, обладает удельной поверхностью 1—2 м 1г, состоит из узких фракций в области величин зерна 0,15—0,30.л<ж и содержит устойчивые к нагреванию, по возможности правильные (шарообразные) частицы, не изменяющие своей формы при механических воздействиях, с большинством пор диаметром от 0,5-10 до 1,5-10 мм. В качестве твердых носителей предложено уже много веществ, но лишь немногие из них приближаются к идеальному по всем перечисленным требованиям. Большей частью применяют различные сорта кизельгура. [c.79]

Из девяти перечисленных способов улучшения адсорбентов газовой хроматографии 1-, 2-, 3- и 4-й (иногда в сочетании -м), а также 6- и 7-й наиболее перспективны. Пятый способ, т. е. нанесение на поверхность носителя различных более однородных твердых адсорбентов, по-видимому, можно рассматривать как комбинацию 3- и 4-го, так как в этом случае преследуют две цели получение однородных пор (геометрическое модифицирование) и создание адсорбирующей поверхности одного и того же типа (химическое модифицирование). Нанесение плотных мономолекулярных слоев адсорбированных молекул и макромолекул (7-й способ) устраняет энергетическую неоднородность поверхности адсорбентов, служащих в этом случае носителями монослоя, и позволяет просто и удобно регулировать химическую природу адсорбирующей поверхности (поверхности плотного монослоя). В этом случае в газо-адсорбционном варианте хроматографии используется отмеченное выше преимущество газожидкостного ее варианта в отношении разнообразия наносимых веществ, но вместе с тем устраняется или но крайней мере сильно ослабляется недостаток газо-жидкостной хроматографии, связанный с летучестью жидкостей, особенно при нагревании колонок, так как молекулы монослоя находятся в сильном адсорбционном поле твердого адсорбента-носителя, резко сни кающем их летучесть. [c.11]

В последующих разделах этой главы кратко рассматриваются адсорбенты, применяемые для газовой хроматографии, а также приводятся типичные хроматограммы, иллюстрирующие качественные закономерности удерживания на них молекул разного строения. Мы начнем с простейшего случая одноатомных непористых неполярных адсорбентов, на которых молекулы разделяются в основном в порядке величин энергии универсального неспецифического дисперсионного притяжения, далее рассмотрим соли, ионами которых на поверхности создается электростатическое поле, поляризующее неполярные молекулы и ориентирующее диполи и квадруполи полярных молекул. Далее мы рассмотрим оксиды и роль образования водородных связей молекул с гидроксилированными поверхностями оксидов. Затем будет рассмотрено адсорбционное модифицирование поверхности неорганических адсорбентов-носителей, в частности путем нанесения монослоев органических молекул и макромолекул. Оно является важным способом перехода от неорганических к разнообразным по химической природе органическим адсорбентам при сохранении, а иногда и улучшении геометрической однородности поверхности адсорбента-носителя. После этого мы рассмотрим кратко пористые органические полимерные адсор-. бенты, а также использование соединений включения и жидких кристаллов. [c.17]

В основе метода флюидной хроматографии лежит принцип смещения адсорбционного равновесия, которое определяется двумя факторами молекулярным взаимодействием в плотной газовой фазе и модифицированием поверхности адсорбента молекулами адсорбированного газа-носителя — флюида. Метод позволяет при температуре 200—250" разделять производные алкилбензолов с числом атомов углерода 36 (температура кипения выше 500°) за короткое время, одновременно улучшается симметрия пиков. В работе [160] приведены примеры разделения антиоксидантов, алкалоидов, хинонов и эпоксисмол (рис. 25, 26). [c.60]

Химическая неоднородность поверхности природных и синтетических пористых тел на основе кремнезема мешает их применению в качестве адсорбентов и носителей в газовой хроматографии. Химически и термически устойчивую поверхность с нужными свойствами дает химическое модифицирование — замещение активных функциональных групп поверхности твердого тела химически привитыми атомами или группами атомов. [c.446]

В ряде работ вычислена средняя потенциальная энергия адсорбции углеводородов на нитриде бора [33], на слое фталоцианина, нанесенного на графитированную термическую сажу [34], и на модифицированном органическими катионами глинистом минерале — гекторите [35]. Во всех случаях получено удовлетворительное согласие вычисленных величин средней потенциальной энергии адсорбции различных углеводородов с полученной из измерений теплоты адсорбции. Молекулярно-статистических расчетов удерживаемых объемов в этих случаях еще не было сделано. Для модифицированных слоями органических веществ адсорбентов такие расчеты можно будет сделать на основе атомных потенциальных функций межмолекулярного взаимодействия Фс - С) фн - с и фн-- н и потенциальных функций для гетероатомов в соответствующих валентных состояниях. Нахождение необходимого набора таких потенциальных функций требует проведения исследований адсорбции и газовой хроматографии на различных молекулярных кристаллах и на плотных монослоях углеводородов и других органических веществ, отложенных путем адсорбции из растворов или из газовой фазы непосредственно в колонне на поверхности таких адсорбентов — носителей, как, например, графитиро-ванные сажи и силохром (см. обзоры [3,36]). Накопление надежных данных в этой области и определение набора атом-атомных потенциальных функций межмолекулярного взаимодействия позволит рационально подойти к выбору оптимальных для газовой хроматографии структур активных углей, пористых полимеров и модифицирующих адсорбенты-носители пленок полимеров. [c.44]

Кроме перечисленных выше общих параметров, к минеральным носителям предъявляются и специальные требования наличие пор определенного размера, полностью или частично гидроксилированная поверхность, определенный размер и форма частиц, однородность по фракционному составу. Выбор этих параметров определяется функцией синтезируемого поверхностно-модифицированного материала. Так, в гетерогенном катализе целесообразно применять средне- и широкопористые носители (диаметр пор не менее десятков нанометров), чтобы обеспечить высокую скорость диффузии и доступность всей поверхности катализатора для молекул реагентов. В газовой хроматографии используют частицы средней пористости (диаметр пор 2-50 нм), тогда как в жидкостной — от 6 до сотен нанометров в зависимости от решаемой задачи. Для сорбционного поглощения примесей из газов (углеводородов, воды и др.) применяются тонкопористые сорбенты (диаметр пор — единицы нанометров). [c.26]

Исключительно важное значение химия поверхности адсорбентов и носителей имеет в газовой и жидкостной хроматографии для анализа сложных смесей, препаративного выделения чистых веществ и управления технологическими процессами. Химия поверхности играет важную роль и в процессах, протекающих в биологических системах. К ним относится, в частности, взаимодействие биологически активных веществ, в том числе лекарственных препаратов, с рецепторами — местами их фиксации в организме. Изучение модифицирования поверхности необходимо для решения вопросов совместимости искусственных материалов с биологическими. Химическое модифицирование адсорбентов применяется при разработке эффективных методов вывода из крови разного рода токсинов (гемосорбция). Прививка к поверхности крупнопористых адсорбентов и носителей соединений с определенными химическими свойствами необходима для иммобилизации ферментов, их хроматографического выделения и очистки, а также для иммобилизации клеток. Иммобилизованные ферменты и клетки эффективно используются в промышленном биокатализе, обеспечивая высокую избирательность сложных реакций в мягких условиях. Очистка и концентрирование вирусов гриппа, ящура, клещевого энцефалита и других для получения эффективных вакцин требует применения крупнопористых адсорбентов с химически модифицированной поверхностью. [c.6]

Особое значение для капиллярной газовой хроматографии приобрели различные виды модифицированных капиллярных колонок. Среди них различают такие, у которых эффект разделения осуществляется за счет адсорбции на химически обработанной внутренней поверхности трубки, и такие, где химическое модифицирование внутренней поверхности лишь создает лучшие условия для образования равномерной жидкой пленки в импрег-нированных капиллярных колонках. Модифицирование в целях лучшего прилипания неподвижной фазы может быть проведено путем образования промежуточного слоя в виде пленки из лака или смолы. Кроме того, возможно нанесение пылеобразного адсорбента или тонкого слоя твердого носителя на стенки капиллярных колонок. На модифицированных капиллярных колонках может быть осуществлена как газоадсорбционная хроматография, так и газо-жидкостная хроматография на полярных неподвижных фазах. [c.322]

В этом направлении большой интерес представляют работы Зи, Блемера, Рийндерса, Ван Кревелена [273, 274], использовавших в качестве флюидов пентап, диэтиловый эфир, изопропанол при давлении 30—50 атм и температуре 250° С вместо газа-носителя низкого давления. В основе метода флюидной хроматографии лежит принцип смещения адсорбционного равновесия, которое определяется двумя факторами молекулярным взаимодействием в плотной газовой фазе и модифицированием поверхности адсорбента молекулами адсорбированного газа-носителя — флюида. Метод позволяет при температуре 200—250° С разделять производные алкилбензолов с числом атомов углерода 36 (температура кипения выше 500° С) за короткое время одновременно улучшается симметрия пиков. В работе [273] приведены примеры разделения антиоксидантов, алкалоидов, хинонов и эпоксисмол (рис, 52, 53). [c.155]

Таким образом, приведенные данные показывают, что п)тем химического модифицирования поверхности можно резко улучшить химические и физические свойства высокодисперсных тел — адсорбентов, наполнителей полимериых материалов, загустителей смазок, носителей жидких и твердых фаз для газовой хроматографии и др. Заменой гидроксильных групп кремнезема органическими радикалами с определенными функциональными группами можно придать кремнезему специфические адсорбционные и ионообменные свойства. Метод химического модифицирования поверхности наполнителя кремнеземов позволяет также в широких пределах изменять физико-химические свойства наполненных ими полимерных материалов. [c.182]

Необходимо развить исследовательские и поставить промышленные работы по созданию специально подготовленных, геометрически и химически направленно модифицированных твердых тел,— во-нервых, однороднопористых адсорбентов, во-вторых, носителей для жидких и твердых фаз, в-третьих, дисперсных твердых тел с однородной поверхностью для иснользования в качестве неподвижных твердых фаз в норах инертных носителей и, в-четвертых, капилляров со стенками, наилучшим образом подготовленными для работы в адсорбционном или в раст-ворительном вариантах газовой хроматографии. [c.25]

С помощью подходящих реакций химического модифицирования можно привить к поверхности кремнезема и другие соединения, содержащие на свободном конце функциональные группы —СН=СНг, —СбНз, —СЫ, со, г о, -СООН, —он, ЫН и т. п., в свою очередь способные к разнообразным специфическим взаимодействиям (литературу см. в [27]). Большое значение для многих практических применений (например, в газовой хроматографии для снижения адсорбционной активности адсорбентов и носителей [6]) имеет полнота поверхностной реакции замещения, т. е. образование на поверхности кремнезема плотного слоя привитых к ней модифицирующих групп. Прививка к по- [c.95]

Гексаметилдисилазан широко применяется в фармацевтической и химической промышленности. Кроме того, его широко используют в газовой хроматографии для модифицирования поверхности твердых носителей, а также как временную защитную группировку при различных органических синтезах. [c.211]

Аномальные явления, обусловленные адсорбцией, наблюдаемые в газовой хроматографии полярных соединений, особенно четко проявляются при анализе сорбционно активных и химически лабильных полярных соединений. В частности, эти явления являются характерными для газовой хроматографии летучих комплексов металлов [19, 62, 232]. Для большинства хелатов металлов наблюдается кондиционирование (модифицирование) колонки анализируемой пробой. При вводе в свежеприготовленную колонку первых проб, пики хелатов часто вообще не фиксируются детектором. Колонка (ТН) выполняет роль адсорбционной ловушки. Затем, после ввода нескольких проб появляется маленький пик, который увеличивается и достигает постоянного размера только после ввода 5—20 проб. Это явление объясняется, как и для поляр1Из1х органических соединений (см. выше), насыщением адсорбционно активных центров поверхности ТН. Изменение природы ТН иногда позволяет избежать этого явления. Так, авторы работы [233] отмечают, что количество хелата железа (III), необходимое для насыщения сорбента колонки, уменьшается при переходе от несиланизированного к силанизированному носителю а при использовании полимерного ТН (тефлона) возможно проведение прямого количественного определения этого соединения без стадии насыи1ения колонки анализируемым образцом. Однако, по-видимому, и в случае полимерного ТН операция насыщения желательна [233[. Явление адсорбции анализируемых хелатов сорбентом было подтверждено независимыми экспериментами с использованием радиоактивных изотопов металла [62]. [c.85]

Приведенные результаты показывают большие возможности использования пористых стекол в газовой хроматографии для разделения как газов и паров низкокипящих жидкостей, так и паров высококипящих жидкостей. Применение более крупнопористых стекол позволит значительно поднять верхний температурный предел, а в сочетании с химическим модифицированием поверхности крупных пор инертными кремнийорганическими группами (например, трим етнл сил ильными может привести к созданию однородного, весьма слабого и неселективно адсорбирующего носителя для других (жидких и твердых ) неподвижных фаз. [c.16]

За десять лет, прошедшие со времени выхода в свет первой книги (1967 г.), достигнуты значительные успехи в теории и практике газоадсорбционной хроматографии. Область ее применения значительно расширилась и охватывает теперь практически все вешества, способные переходить в газовую фазу без разложения. Кроме того, адсорбционные эффекты стали широко использоваться и в газо-жидкостной хроматографии для повышения селективности разделения и стабильности колонн. Развитие методов модифицирования поверхности адсорбентов привело к широкому применению метода адсорбционноабсорбционной хроматографии, основанного на совместном использовании адсорбции и растворения или близких к растворению процессов. Новые возможности открылись в адсорбционной хроматографии благодаря применению повышенных давлений и сильно адсорбирующихся газов-носителей и в адсорбционной капиллярной хроматографии. Адсорбционные колонны широко используют для концентрирования примесей, в частности вредных летучих примесей из воздушных и водных сред. Успешно разрабатывается молекулярная теория селективности газо-адсорбционной хроматографии, в частности методы количественных молекулярно-статистических расчетов термодинамических характеристик удерживания. Все эти вопросы нашли отражение в первой части книги (главы 1—9). Вопросы же физико-химического применения [за исключением измерения и [c.5]

Получены в удобном для хроматографического применения виде макропористые кремнеземы и окись алюминия различные непорнстые и нанесенные на носитель соли цеолиты непорнстые, макропористые и микропористые углеродные адсорбенты макропористые органические полимерные материалы с различными функциональными группами. Адсорбционное и химическое модифицирование поверхности расширяет круг адсорбентов для молекулярной газовой и жидкостной хроматографии практически безгранично. [c.7]

Сорбенты типа щеток. Во многих случаях в жидкостной хроматографии используются кремнеземные адсорбенты и носители. Химическая прививка молекул к гидроксилированной поверхности кремнеземов проводится обычно через образование связей 51—О—С (реакцией этерификации), 51—С—С [реакцией хлорированной (хлорангидрид-ной)] поверхности с литийорганическими соединениями (или реактивами Гриньяра), 51—О—51—С— (реакцией с галоидалкилсила-нами). Эти методы химического модифицирования зернистых адсорбентов для газовой хроматографии подробно описаны в работах [54—64, 73—75] и стеклянных капиллярных колонн в работах [76, 77] (см. разд. 3.5). [c.224]

Десять лет тому назад адсорбционную молекулярную хроматографию применяли в основном для разделения газов. В настоящее время диапазон разделяемых методом адсорбционной и ситовой хроматографии веществ значительно расширился. Он охватывает самые разнообразные вещества — от изотопов и изомеров водорода до синтетических полимеров, белков и вирусов. Этому способствовали главным образом следующие усовершенствования 1) регулирование однородности и специфичности молекулярного поля адсорбентов путем направленного синтеза адсорбентов и модифицирования их поверхности 2) расширение диапазона температур работы газо-хроматографических колонн до 500° С 3) применение сильно адсорбирующихся газов-носителей при высоких давлениях, сблизившее газовую хроматографию с жидкостной 4) развитие жидкостной молекулярной хроматографии на адсорбентах с регулируемым химическим составом поверхности и регулируемой пористостью, в частности, на поверхностно-пористых адсорбентах 5) создание набора молекулярных и макромолекулярных сит, в особенности, ненабухающих 6) разработка чувствительных методов детектирования в жидкостной хроматографии. [c.5]

Хроматографический газоанализатор ХЛ-3. Этот прибор, разработанный СКВ АНН и ВНИИ НП, предназначен для лабораторных анализов отдельных газовых проб. Хроматографическая колонка представляет собой спиральную трубку из нержавеющей стали длиной от 2 до 6 ж и внутренним диаметром 6 мм. В качестве наполнителей могут быть применены твердые адсорбенты (силикагель, алюмогель и др.), модифицированные адсорбенты или инертные носители, поверхность частиц которых покрыта пленкой нелетучей жидкости (газо-жидкостная хроматография). К хроматографу ХЛ-3 прилагается обычно модифрщированпый адсорбент, разработанный ВНИИ НП и представляющий собой специально обработанный трепел (Зикеевского карьера), к которому добавлено от 3 до 12% пафтено-парафипового масла. Для разделения пизкокипящих газов применяется силикагель МСМ. [c.272]