Эффективность жидкостных адсорбционных колонн

Глава 12. Эффективность жидкостных адсорбционных колонн [c.256]

В последние годы происходит быстрое развитие газовой и жидкостной адсорбционной хроматографии (ГАХ и ЖАХ). Это вызвано необходимостью повышения селективности и стабильности хроматографических колонн, а также возможностью достижения высокой эффективности на адсорбционных колоннах. Повышения селективности можно достичь путем повышения геометрической однородности поверхности адсорбента, подбора нужного химического ее состава, а также путем подбора соответствующей подвижной фазы на основе исследования межмолекулярных взаимодействий в системе адсорбент — разделяемые вещества — подвижная фаза (газ- или пар-носитель, жидкий элюент). Чувствительность адсорбционной хроматографии к структуре адсорбирующихся молекул исключительно высока. Это позволяет использовать адсорбционную хроматографию для изучения структуры молекул и адсорбентов. В предлагаемой монографии рассмотрены в основном молекулярные основы селективности адсорбционной хроматографии. [c.8]

Многие вопросы, касающиеся оптимизации эффективности газоадсорбционных колонн, относятся также и к эффективности газо-жидкостных колонн. Некоторые из этих вопросов разработаны довольно подробно. Однако эффективность газо-адсорбционных колонн в го- [c.10]

Вопросы селективности и эффективности газовых и жидкостных адсорбционных колонн, а также аппаратура рассмотрены в следующих главах. [c.11]

В работе [23] исследована зависимость эффективности капиллярной адсорбционной колонны от линейной скорости газа-носителя (рис. 7.1). Оптимальная линейная скорость, при которой достигается минимальное значение Я, составляет 20—30 см/с. Проницаемость колонны равна 23-10 см . Сумма g- - t равна 1,12-10 с. Достигнутое минимальное значение Я ( 0,6 мм) достаточно низко для капиллярной колонны диаметром 0,5 мм. Достигнутая эффективность для этой газо-адсорбционной колонны не уступает эффективности газо-жидкостных капиллярных колонн с таким же внутренним диаметром. [c.150]

На рис. 11.18 приведены подобные зависимости для разных величин Кс, построенные для случая полного разделения (когда степень разделения i = l). Из этих зависимостей следует, что при а >1,5 (наиболее типичные случаи в жидкостно-адсорбционной хроматографии, см. табл. 11.5) необходимы колонны с эффективностью всего от 120 до 550 тарелок, в зависимости от величины Кс- Высокая селективность адсорбционных колонн позволяет снизить требования к их эффективности. Это позволяет использовать колонны небольшой длины. [c.226]

Как известно [1—3], эффективность колонны повышается с уменьшением диаметра зерен, так как при этом уменьшаются зазоры между частицами и, следовательно, сокращаются пути внещней и внутренней диффузии в порах объемно-пористых зерен. Поэтому в жидкостно-адсорбционной хроматографии с уменьшением диаметра зерен уменьшается вклад в общее размывание как внешней, так и внутренней диффузии. Снайдер [13] установил, что для силикагелей с размером зерен 0,02 р 0,2 мм величина Н пропорциональна р . [c.258]

Вопросы эффективности хроматографических колонн не входят в задачи этого курса лекций, поэтому мы касаемся их лишь постольку, поскольку это необходимо при конструировании адсорбентов, используемых в жидкостной хроматографии. Для высокоэффективной скоростной жидкостной хроматографии не очень больших молекул нужны адсорбенты с размерами зерен от 2 до 10 мкм (узкие фракции) с удельной поверхностью около 500 м /г и возможно большими при сохранении такой удельной поверхности размерами пор. Обычно таким условиям удовлетворяют силикагели с гидроксилированной и адсорбционно или химически модифицированной поверхностью. [c.286]

М. С. Цвет разработал аппаратурное оформление процесса жидкостной хроматографии, которое с некоторыми изменениями используется и поныне, он впервые осуществил хроматографические процессы в вакууме и при избыточном давлении, разработал рекомендации по приготовлению эффективных колонн, впервые использовал как микронасадочные, так и препаративные колонны, обратный поток подвижной фазы в колонне, обратил внимание на необходимость учета одновременного протекания в колонне адсорбционных процессов и чисто диффузионных явлений. [c.23]

Как уже отмечалось в гл. 3, газо-адсорбционная хроматография обеспечивает более высокую селективность разделения, чем газо-жидкостная, особенно при анализе наиболее трудноразделяемых смесей изомеров. Однако для разделения некоторых смесей эффективность набивных колонн, в том числе [c.149]

Это уравнение оказалось применимым в широкой области скоростей для различных типов набивных колонн как в жидкостно-жидкостной, так и в жидкостно-адсорбционной и ситовой хроматографии [14]. Обычно зависимости Н от и для колонн с одним и тем же адсорбентом, но с зернами разного размера, сильно различаются. Однако зависимости так называемых приведенных высот теоретических тарелок h = H/dp, где dp — эффективный диаметр частиц адсорбента) от приведенной скорости подвижной фазы (v = udpIDm, где Dm — коэффициент диффузии) одинаковы для зерен разных размеров [15, 16]. Во многих случаях эта зависимость имеет следующий вид [17] [c.256]

Пути внутренней диффузии можно сократить, уменьшая диаметр зерен или глубину пор, т. е. переходя от объемно-пористых адсорбентов к поверхностно-пористым. Впервые преимущества поверхностно-пористых адсорбентов в газо-адсорбционной хроматографии были описаны Ждановым, Киселевым и Яшиным [30]. Основные закономерности справедливы и для жидкостно-адсорбционной хроматографии. Преимущества подобных адсорбентов в жидкостной хроматографии отмечались в ряде работ [31—37]. Сокращение путей внутренней диффузии в случае поверхностно-пористых адсорбентов увеличивает скорость массообмена, в результате чего колонны, заполненные такими адсорбентами, более эффективны, особенно при высоких скоростях элюента [35]. В настоящее время ряд фирм выпускают поверхностнопористые адсорбенты, зерна которых имеют непористый остов (стеклянные шарики), на который нанесен пористый слой силикагеля. К ним относятся, в частности, такие адсорбенты, как зипакс [39] и корасил [40]. [c.261]

Повышение эффективности хроматографического разделения в значительной мере связано с оптимизированным по различным параметрам колонны приближением к термодинамической селективности. Поэтому весьма важна оптимизация выбора неподвижной фазы (адсорбента, растворителя) и элюента на основе качественной и по возможности количественной связи определяющих селективность констант термодинамического равновесия с характеристиками меукмолекулярного взаимодействия газовых и жидких растворов с адсорбентами. В простейших случаях неспецифического взаимодействия для этого используются молекулярно-статистические выражения удерживаемых объемов (констант адсорбционного равновесия) газов и паров через атом-атомные потенциальные функции взаимодействия атомов молекулы с атомами твердого тела в соответствующих валентных состояниях этих атомов. В статье приводятся результаты молекулярно-статистических расчетов удерживаемых объемов для ряда углеводородов на графитированной термической саже и в цеолитах. Дается оценка энергии специфического молекулярного взаимодействия при адсорбции, в частности энергии водородной связи, и рассматривается качественная связь селективности разделения с соотношением вкладов специфических и неснецифических взаимодействий в общую энергию адсорбции и с температурой. С этой точки зрения рассматриваются возможности использования в хроматографии атомных, молекулярных и ионных кристаллов, гидроксилированных и дегидроксилированных поверхностей окислов, модифицирующих монослоев и полимеров. Рассматриваются также некоторые возможности адсорбционной жидкостной молекулярной хроматографии с использованием соответствующего подбора геометрии и химии поверхности адсорбента, молекулярного поля (состава) элюента и температуры колонны. Приводятся примеры перехода от адсорбционных к ситовым гель-фильтрационным разделениям полимеров па микропористых кремнеземах. [c.33]

Сопоставление эффективности и производительности газо-адсорбционных и газо-жидкостных колонн было проведено на примере двух образцов геометрически модифицированного силикагеля с 5уд равных 16 и 50 м г и ИНЗ-600, пропитаннрго 20% динонилфталата Как видно из рис. 79, ВЭТТ газо-жидкостной колонны увеличивается с ростом нагрузки равномер- [c.183]

Ранее [1, 127] было показано, что при разделении изомеров газо-адсорбционный вариант хроматографии в большинстве случаев более селективен, чем газо-жидкостной. Наиболее универсальным и селективным адсорбентом для разделения изомеров является графитированная термическая сажа (см. гл. 3 и обзор [127]). Набивные колонны с графитированной сажей по разделительной способности в отношении некоторых изомеров не уступают капиллярным колоннам, эффективность которых на два порядка выше [128. Недавно это было продемонстрировано еще раз при разделении смеси изомеров — продуктов термического разложения 1,5,9-циклододекатриена (см. рис. 3.6) [129], смеси эндо- и экзо-изомеров 1,2-диметилбицикло (2,2,1) гептанов (см. рис. 3.2,6) и эндо- и экзо-изомеров 5-винилбицикло(2,2,1)гептенов-2 (см. рис. 3.4) [130]. Во всех случаях разделение на графитированной саже осуществляется не только более полно, но и быстрее более чем в два раза. [c.170]

Следует учитывать, что в режиме программирования температуры происходит изменение вязкости растворителя, в результате чего уменьшается эффективность разделения [19] (подробнее см. разд. 12.4). Кроме того, в адсорбционной жидкостной хроматографии на сильно специфических, предварительно увлажненных адсорбентах после каждого цикла разделения необходимо проводить регенерацию колонны, так как при программировании температуры количество адсорбцированной воды будет изменяться, как это показано в работе [19]. Однако в этой же работе признается целесообразным применение программирования температуры в режиме препаративной жидкостной хроматографии. В этом случае при повышении температуры растворимость пробы обычно увеличивается. Фактор емкости Кс в жидкостной хроматографии нри повышении температуры колонны на 1 °С уменьшается обычно на 1% [19], поэтому во многих случаях работают на нетермостатируемых колоннах. [c.241]