Ксерогели в хроматографии

Силикагели. Силикагель (ксерогель кремниевой кислоты с хорошо развитой пористой структурой) используется для осушки воздуха и промышленных газов, осушки различных жидкостей, рекуперации паров органических веществ, очистки масел, удаления из нефти смолистых веществ. Применяется в хроматографии, а также как носитель и катализатор для реакций полимеризации, конденсации, окисления и восстановления органических веществ, для разделения радиоактивных изотопов, очистки промышленных сточных вод от ионов различных металлов [29]. Производится промышленностью в виде зерен и шариков в зависимости от пористой структуры может быть двух сортов мелкопористый и крупнопористый. В свою очередь каждый сорт по размерам зерен имеет несколько марок [c.387]

Разумеется, различие между неподвижной фазой набухших гранул геля и подвижным элюентом тем сильнее, чем больше различается по составу растворитель в обеих фазах. Это имеет место в так называемой распределительной хроматографии если суспендировать гидрофильный ксерогель, например, в большом избытке бутанола, насыщенного водой, то гель извлекает из смеси преимущественно воду и до известной степени набухает. Процесс набухания можно продолжить, многократно обрабатывая гель новыми порциями системы до достижения равновесия. Однако в итоге гель все же набухает гораздо меньше, чем в чистой воде. Можно себе представить, что в порах геля находится вода, насыщенная бутанолом, а вне гранул — бутапол, насыщенный водой. В процессе хроматографирования распределение происходит между этими двумя фазами, причем скелет геля служит зачастую только инертным носителем. На такой колонке в препаративных масштабах должны разделяться все соединения, которые легко анализировать методом хроматографии на бумаге. По сравнению с порошком целлюлозы, например, сефадекс обладает тем преимуществом, что на нем можно работать с гораздо большими скоростями кроме того, поскольку неподвижная фаза в сефадексе действительно пронизывает весь гель, распределительные колонки подобного типа обладают значительной емкостью. [c.195]

Для адсорбционной хроматографии в органических растворителях применяют высушенный гель ЗЮа (ксерогель), для распределительной хроматографии — гидратированный, деактивированный силикагель (ЗЮа-лНаО). В качестве носителей для распределительной хроматографии предпочтительны крупнопористые силикагели с большим удельным объемом пор. При хроматографии в водных средах, разделение нейтральных или основных веществ проводят на нейтральном силикагеле (pH я 7), а кислых веществ — на кислом силикагеле (pH = 3—5), часто называемом кремневой кислотой. [c.6]

В распоряжении экспериментаторов, использующих гель-хроматографию, должно находиться большое число видов гелей с одинаковыми общими химическими характеристиками, чтобы можно было соответствующим образом подобрать интервал фракционирования. У большинства ксерогелей интервал фракционирования определяется степенью сшивки, от которой зависит способность геля к набуханию. Чем ниже степень сшивки, тем сильнее гель может набухать и тем доступнее он становится для больших молекул. Выпускаемые в настоящее время гели допускают широкий выбор интервалов фракционирования (для молекулярных масс от 10 до 10 ). Очень важное свойство гелей — их механическая прочность заполняющий колонку слой геля не должен деформироваться при пропускании через него потока элюента. Деформация частиц геля приводит к увеличению гидравлического сопротивления хроматографического слоя, сопровождающемуся уменьшением скорости течения, а иногда даже деформацией слоя в целом, вследствие которой он становится совершенно непроницаемым для растворителя. Обычно более сильно набухающие гели характеризуются меньшей механической стойкостью, и поэтому при работе с ними обычно надо строго придерживаться определенных правил (см. разд. 6.3). [c.348]

Однако все эти способы регулирования структуры ксерогелей не позволяют получать силикагели, достаточно широкопористые для применения в газовой хроматографии жидких и твердых смесей. [c.226]

К макропористой структуре принадлежит ряд катализаторов органического синтеза, полученных путем формования каталитически активных непористых частиц с последующим спеканием их в точках контакта. Сюда же можно отнести и пористые материалы, получаемые путем гидротермальной обработки гелей и ксерогелей гидроокисей металлов, широко используемые в аналитической и препаративной адсорбционной и газожидкостной хроматографии, и ряд других веществ с удельной поверхностью несколько м /г и размерами пор порядка десятков тысяч А. [c.208]

К однородно-крупнопористому структурному типу относятся адсорбенты, применяемые в газовой хроматографии, некоторые катализаторы органического синтеза с удельной поверхностью порядка нескольких квадратных метров на 1 г, широкопористые ксерогели, крупнопористые стекла, а также материалы, полученные путем спрессовывания непористык частиц размером более 100 А. На изотерме сорбции для адсорбентов данного структурного типа, как видно из рис. 84, б, после медленного подъема, охватывающего достаточно большую область относительных давлений, наблюдается крутой взлет, обусловленный капиллярной конденсацией в равновеликих или близких по размеру порах. [c.213]

При адсорбции на твердых телах разной природы проявляются молекулярные и химические взаимодействия во всем их разнообразии от ван-дер-ваальсовых взаимодействий до образования нестойких донорно-акцепторных соединений и прочных ковалентных связей. Исследование этих взаимодействий в случае адсорбции имеет свои преимущества. Во-первых, в отличие от газов и жидких растворов, силовые центры на поверхности адсорбента фиксированы. Во-вторых, в отличие от объема твердого тела, на поверхности можно реализовать невозмущенное состояние отдельных функциональных групп, например гидроксильных. Вместе с тем, поверхностные соединения и адсорбционные комплексы можно изучать с помощью химических и физических методов, дающих богатую информацию о химии поверхности, природе адсорбционного взаимодействия и состоянии адсорбированного вещества. Здесь нашли широкое применение химические, изотопнообменные, дифр актометрические и спектроскопические методы исследования состава и структуры поверхностного слоя твердого тела и поверхностных соединений, спектроскопические и радиоспектроскопические методы изучения состояния адсорбционных комплексов, а также статические и динамические (в частности, хроматографические и калориметрические) методы измерения изотермы адсорбции, теплоты адсорбции и теплоемкости адсорбционных систем. Однако исследованию адсорбции комплексом этих методов долгое время мешала неоднородность состава и структуры самих объектов исследования — традиционно применявшихся адсорбентов (активные угли, силикагели и другие ксерогели). В результате, во-первых, образовался разрыв между молекулярными моделями адсорбции, используемыми в теоретических исследованиях, и экспериментальными данными, получаемыми на адсорбентах, по степени чистоты и неоднородности структуры весьма далеких от теоретических моделей. Благодаря этому молекулярная теория адсорбции не находила экспериментальной базы, и ее развитие задерживалось. Во-вторых, выпускавшийся набор адсорбентов не смог удовлетворить и запросы новой техники. Например, для использования в хроматографии [c.5]

Силикагели. Силикагели получают в результате конденсации ортокремневой кислоты, образующейся при гидролизе хлорангид-рида этой кислоты, или при реакции растворимых силикатов ( жидкого стекла) с минеральными кислотами [2]. Однакр эти способы не позволяют получать силикагели, достаточно широкопористые для применения в газовой хроматографии жидких и твердых смесей. Для дальнейшего направленного изменения структуры пор силикагеля применяют гидротермальную обработкуодновременное действие высоких температур и водяного пара. Характер изменения структуры пор силикагелей при такой обработке зависит от исходного состояния геля (гидрогель или ксерогель), химического состава образца, его исходной пористости, температуры и давления водяного пара. Поверхность. и объем пор тонкопористых силикагелей при термической или термопаровой обработке сокращаются в большей степени, чем для крупнопористых образцов. Поэтому для неоднородно-пористых образцов наблюдается более сильное уменьшение поверхности и увеличение диаметра пор, так как в первую очередь при спекании исчезают мелкие поры. [c.99]

Для хроматографии уже разработаны и получены новые виды адсорбентов . Одним из них является ксерогель мегилполисилок-сана с высокой адсорбционной способностью по отношению к углеводородам. [c.45]

Выпускаемые в продажу материалы для гель-хроматографии можно разделить на три группы ксерогели, аэрогели и ксерогель-аэрогелевые гибриды. [c.341]

Rad Laboratories (Ричмонд, Калифорния, США). Подобно се- фадексу, биогель представляет собой ксерогель, самопроизвольно набухающий при добавлении к нему воды с образованием частиц, пригодных для хроматографии. Выпускаются 10 марок этого материала с различными хроматографическими характеристиками обозначают торговые марки биогеля буквой Р и числом (от Р-2 до Р-ЗОО) (табл. 6.3), это число, умноженное на 1000, соответствует верхнему пределу исключения для данного геля. [c.352]

Виды сорбентов. Сорбенты для эксклюзионной хроматографии полимеров должны быть термически и механически стойкими с большим объемом пор малым сопротивлением внутрённей массо-передаче и току элюента а главное — они не должны иметь адсорбционной активности. Различают два типа сорбентов ксерогели и аэрогели (рис. VU.16). Ксерогели —это однородносетчатые и гетеросетчатые органические гели, пористая структура которых образуется в результате набухания геля в элюенте. Аэрогели сохраняют пористость в сухом виде, В зависимости от способности набухать в водной среде или в органических растворителях органические гели делятся на гидрофильные, гидрофобные или универсальные. [c.179]

Тип И — однородноширокопористые адсорбенты. К нему относятся широкопористые ксерогели, крупнопористые стекла, а также спрессованные в таблетки порошки из непористых частиц размером более 100 А и удельной поверхностью менее 300— 400 м /г. Близость структуры пор ксерогелей и спрессованных порошков из непористых шаровидных частиц объясняется корпускулярным (в частности, глобулярным) строением скелета ксерогелей [5, 12, 20—25]. Для этих адсорбентов характерен четкий каниллярноконденсационный гистерезис. Ксерогели можно получить прямо в виде микросфер подходяш,их для наполнения колонок размеров (—0,2 мм). Следует отметить, что обычные промышленные даже широкопористые силикагели имеют удельную поверхность не ниже 300 м /г и размеры пор не больше 100— 200 А. Поэтому для газовой хроматографии паров даже средне-кипяш,их жидкостей (а тем более высококипящих) особое значение имеет уменьшение удельной поверхности ксерогелей и расширение их пор. Получение из обычных силикагелей макропористых образцов рассматривается ниже. [c.69]

К адсорбентам для газовой хроматографии предъявляются противоречивые, на первый взгляд, требования. Во-первых, их поверхность должна быть близка к химически и физически однородной (подробнее см. [1]), чтобы обеспечить сим-метрнчность хроматографических пиков разделяемых компонентов, среди которых могут быть вещества с активными функциональными группами. Во-вторых, особенно в препаративной хроматографии, удельная поверхность адсорбента должна быть достаточно большой, чтобы обеспечить высокую емкость колонны. Сильное увеличение удельной поверхности адсорбента связано с повышением степени дисперсности непористых тел или с уменьшением размеров пор пористых тел. При увеличении дисперсности непористых кристаллических и аморфных адсорбентов неоднородность возрастает за счет увеличения числа контактов между частицами, а при сужении пор аморфных адсорбентов — за счет увеличения доли таких пор в общем объеме пор этих адсорбентов. Все эти трудности долгое время мешали развитию газо-адсорбционной хроматографии, однако в настоящее время они в значительной степени преодолены. Этому способствовали, во-первых, успехи в создании новых достаточно однородных адсорбентов с разной удельной поверхностью и пористостью (от непористых кристаллов, макропористых их агрегатов, макропористых ксерогелей и органических полимеров до пористых кристаллов цеолитов и весьма однороднопористых углеродных адсорбентов) и, во-вторых, расширение интервала температуры работы хроматографических колони — от температуры жидкого азота вплоть до 400—500 °С (см. гл. 2). Возможность столь широкого выбора температуры колонны позволяет в широких пределах изменять основную термодинамическую величину, определяющую удерживание данного вещества в хроматографической колонне — его удерживаемый объем У/ . [c.21]

Ксерогели можно получить непосредственно в виде микросфер с подходящим для наполнения газохроматографических колонн диаметром dg ж 0,1—0,2 мм). Следует отметить, что обычные промышленные даже так называемые широкопористые силикагели имеют удельную поверхность не менее 300 м /г и размеры пор не более 10—20 нм. Поэтому для газовой хроматографии паров среднекипя-щих, а тем более высококипящих жидкостей особое значение имеет уменьшение удельной поверхности ксерогелей и расширение их пор. Из обычных силикагелей макропористые образцы получают гидротермальной обработкой. [c.105]

Неоднородно-пористые адсорбенты (тип IV). Это неоднороднопористые ксерогели, например меловидные силикагели, получаемые осаждением гидрогеля из раствора силиката гидролизующимися солями сильных кислот. Так как наряду с широкими порами в таких ксерогелях обычно имеются и сильно адсорбирующие тонкие поры, они не находят столь широкого применения в газовой хроматографии, как адсорбенты трех первых типов. [c.106]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология