Разделение на пористых насадках

Хроматография - это процесс разделения, который сопровождается разбавлением Коэффициент разбавления пропорционален длине колонки и квадрату ее диаметра и обратно пропорционален корню квадратному из числа теоретических тарелок Это означает, что при хроматографировании на колонке внутренним диаметром 4,6 мм концентрации выходящих из нее соединений почти столь же малы, как и при разделении на применявшихся ранее колонках с поверхностно-пористыми насадками [10], хотя число теоретических тарелок в первом случае в 20 раз больше Следовательно, если хроматографист хочет получить оптимальные результаты при разделении на современной мелкодисперсной насадке, он должен внимательно пересмотреть все основные параметры выбранной им системы, такие, как объем пика, концентрация в максимуме пика, расход элюента, объем вводимой пробы, объем ячейки детектора и т п [c.16]

При заполнении насадкой колонок большого диаметра происходит явно выраженное разделение частиц насадки, которое заключается в том, что более крупные частицы концентрируются преимущественно у стенок колонки, а менее крупные — у ее оси. В результате плотность насадки у оси колонки оказывается выше, чем у ее стенок. Ранее при обсуждении способов заполнения колонки насадкой отмечалось, что попытки исправить это положение с помощью трамбовок специальной формы, как правило, не дают улучшения работы колонки. Даже и без учета разделения частиц насадки ее плотность в различных точках поперечного сечения колонки может быть неодинаковой, что также приводит к появлению неравномерных концентрационных профилей и профилей скоростей газового потока. В результате в области с более пористой насадкой (как правило, у стенок колонки) газовый поток имеет повышенную скорость, и это приводит к расширению хроматографических полос и уменьшению критерия разделения и эффективности. Борьбу с этими эффектами ведут путем использования специальных способов заполнения колонки насадкой, псевдоожижения насадки, конусов, устанавливаемых на входе в колонку и на выходе из нее, а также распределителей газового потока. Специальная форма колонки также оказывает положительное влияние. [c.140]

Высокоэффективная жидкостная хроматография, высокоскоростная жидкостная хроматография. Применяют носители, состоящие из тонкого пористого слоя сорбента, окружающего твердое непроницаемое ядро (поверхностно-пористые насадки), помещенного в колонку диаметром 1—3 мм. Скорость прохождения жидкости - 1—5 мл/мин, разделение осуп ествляется за 1—2 мин [235]. [c.95]

Рис. 10.3 показывает разделение другого поверхностно-активного вещества тритон Х-45 на поверхностно-пористых насадках (корасил II). В этом случае пики были разрещены менее чем за 10 мин, причем первые четыре пика — менее чем за 5 мин. Хотя общая проблема элюирования все еще существует, на насадке с твердым ядром она проявляется не так резко, как с большими частицами пористого носителя, о которых говорилось ранее. Сравнение характеристик разделения, полученных на двух насадках [c.253]

Разделение десяти инсектицидов, показанное на рис. 10.5, было осуществлено классической жидкостной распределительной хроматографией при использовании пористого носителя с частицами размером 37 мкм. На рис. 10.6 показано разделение некоторых инсектицидов той же группы, проведенное методом адсорбционной хроматографии на колонке с поверхностно-пористыми адсорбентами. Сравнивая эти хроматограммы, можно сделать ряд выводов. Во-первых, видим, что высокие скорости разделения определяются не типом хроматографии, а колонкой, так как в обоих случаях был использован один и тот же прибор. Пять компонентов разделены на пористой насадке за 50 мин, на поверхностно-пористой насадке — за 8 мин. Линдан (пик 9) элюируется из пористой насадки за 40 мин, а из поверхностно-пористой насадки — менее чем за 3 мин (пик 5). [c.255]

Адсорбционное разделение является простым и быстрым методом, особенно если в качестве адсорбентов применяются поверхностно-пористые вещества или материалы с малым размером частиц. На рис. 10.8 показано разделение адсорбционным методом на поверхностно-пористой насадке корасил II с хлороформом в качестве растворителя перед заполнением в колонку адсорбент активируют при 110°С в течение 3 ч. Эти хроматограммы иллюстрируют влияние скорости потока подвижной фазы на разрешение компонентов витамина. Увеличив длину колонки втрое, можно за 15 мин провести частичное разделение витамина Ог и А. [c.257]

Пористые насадки из порапака позволяют отделять смесь О2, N2, СО (выходят одним пиком) от СН4 и СО2 при комнатной температуре. При низких концентрациях газов иногда удается отделить и водород. В работах [153-156] приведены методики разделения смесей этих газов с использованием нескольких колонок. Некоторым неудобством этих методик является необходимость термостатирования одной из колонок при отрицательных температурах или использование нескольких детекторов. [c.56]

С первыми же успехами электрофореза как метода разделения близких по химическим свойствам веществ и элементов, естественно, встал вопрос о препаративном его применении. Частично эта задача решается техникой электрофореза в вертикальных колонках. Для уменьшения конвекционных потоков колонки либо заполняют пористой насадкой [123, 124], либо по высоте колонки создают градиент плотности, например, с помощью раствора сахара, концентрация которого постепенно уменьшается по высоте [125—127]. [c.68]

Разделение жидкостных дисперсий может сопровождаться инверсией фаз по высоте слоя, что резко снижает эффективность пористой коалесцирующей насадки из однородного материала, не смачивающегося вновь образованной дисперсной фазой. Универсальная пористая насадка, не теряющая эффективность при инверсии фаз, получена смешением высоко- и низкоэнергетических материалов [10, 14, 15]. На коалесцирующую способность исследовались смеси синтетических и природных волокон [10, 26], металлической и пропиленовой нитей [15] и др. Максимальная скорость коалесценции достигалась при 50 % -ном соотношении материалов. Усиленная коалесценция наблюдается на стыке двух материалов, поэтому вязаная конструкция наиболее эффективна, так как прямоугольный узор можно сконструировать, имея до четырех соединений на петлю. [c.107]

Уменьшение ограждающего влияния стенки за счет размещения в объеме слоя сотовой насадки было проверено экспериментально на аэродинамической модели [59]. По сравнению со слоем без насадки отклонение скоростей потока за ним уменьшилось в 6 раз. К выводу о полезности разделения слоев катализатора на несколько сравнительно тонких частей пришли авторы [83, 84]. Для ослабления влияния стенки в насадках абсорбционных колонн также рекомендуется установка перегородок [11. В связи с этим следует отметить, что так как вышележащие слои сыпучего материала не передают давление на подсводовый объем и на днище передается только давление последнего, то и пористость внутри этого объема будет неоднородной [851. [c.41]

Эти примеры показывают, что селективные методы разделения приобретают все возрастающее значение. Систематические исследования открывают новые области применения. Сочетание процесса ректификации с адсорбцией привело к разработке адсорбционной ректификации . Фукс и Рот [421 исследовали влияние материала насадки при разделении смеси вода — уксусная кислота. При применении насадок с возрастающей пористостью, приведенных в табл. 55, установлено, что с увеличением удель- [c.352]

Разделение смеси вода—уксусная кислота на насадках с различной пористостью [c.352]

Снаряжение колонки. Для разделения НК используют колонку высотой 18 слг и с внутренним диаметром 2 см, с верхним шлифом № 29 для насадки трубки (длина 50—75 см), необходимой для заполнения колонки (рис. 4). В основание цилиндрической части колонки впаивают пористый стеклянный фильтр № h Перед набивкой колонки на этот фильтр кладут неболь- [c.80]

Газовая и в особенности газо-жидкостная хроматография — наиболее молодая отрасль классической хроматографии, разработанной М. С. Цветом в 1903 г. Значение газо-жидкостной хроматографии особо выявилось в 1952 г. в результате работы Джеймса и Мартина, которые применили инертный пористый носитель с нанесенной на него высококинящей органической жидкостью и этим существенно ускорили десорбцию веществ с высокой температурой кипения. Разделение на такой насадке оказывалось более полным. Это значительно расширило возможности применения хроматографии на практике. С тех пор количество работ по газо-жидкостной хроматографии резко растет и область применения этого метода непрерывно расширяется. Наибольших результатов газо-жидкостная хроматография достигла в анализе органических веществ, в области органического синтеза, нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. [c.5]

В газожидкостных хроматографах с насадочными колонками исследуемые смеси разделяются на заполняющей колонку насадке, состоящей из твердого пористого материала, пропитанного неподвижной жидкой фазой, на которой, собственно, и происходит процесс разделения. Чтобы разделение проходило в оптимальных условиях, неподвижная жидкая фаза и ее носитель должны обладать некоторыми определенными свойствами. Значительное влияние оказывают также форма и материал колонки, а также методы заполнения колонки и нанесения жидкой фазы на носитель (процесс пропитки). [c.170]

Пористый носитель, такой, как диатомитовые земли, всегда обеспечивает большую эффективность Е [16]. В случае простых разделений эффективность возрастает при уменьшении размера частиц насадки, но при этом, как и прежде, существует ограничивающий фактор — практически достижимый перепад давлений. При более сложных разделениях препаративная эффективность не зависит от размера частиц [17]. Во всех случаях при увеличении длины колонки препаративная эффективность Е возрастает с сопутствующим увеличением перепада давлений на колонке. [c.83]

Для этой цели в лабораториях используют в настоящее время небольшой хроматограф, основной частью которого является круглый барабан, состоящий из 44 трубок. Диаметр каждой трубки около 9,6 мм и длина около 30 см. Все эти трубки заполнены насадкой, например шариками пористого силикагеля, что обеспечивает разделение веществ по размерам их молекул (гель-ситовая хроматография). [c.401]

Рис. 1.12. Один из первых впечатляющих примеров использования циркуляции в современной ЖХ разделение с помощью циркуляционной ЖХ н-(нормальных) и нео-дицнангентаметилкобиринатов. Колонка 5 секций, соединенных последовательно, общая длина 3,05 м (секция йвнутр = 3,2 мм, / = 61 см) кремнеземная поверхностно-пористая насадка корасил II, dp = = 37—75 мкм подвижная фаза гексан/метилацетат/изопропанол/метанол—H N (220 60 10 10), объемная скорость I мл/мин [71].

Очевидно, что плотноупакованный слой из плоских пластинок минимальной пористости будет обладать очень небольшим промежуточным объемом, через который смогла бы протекать подвижная фаза. В такой колонке ЛР намного больше и выход в препаративной ЖХ строго ограничен в результате необходимости уменьшения скорости потока. Такие же ограничения скорости возникают при использовании колонок, заполненных рыхлыми, крошащимися, хрупкими, ломкими или сжимаемыми материалами. В таких случаях по мере увеличения скорости потока ДР возрастает экспоненциально (нормально ЛР возрастает прямо пропорционально скорости потока) благодаря потере промежуточной емкости в результате сжимаемости частиц и дрейфа наиболее мелких частиц или их фрагментов, что обычно происходит ири упаковке колонки или работе слоя при высоких скоростях потока. По этим причинам для препаративных и мик-ропрепаративных ЖХ-разделений предпочитают насадки с хорошей механической прочностью и частицами более круглой формы (в противоположность плоским или нитевидным). Доступные насадки, отвечающие требованиям прочности формы и воспроизводимой селективности, обычно готовят нз неоргани- [c.80]

В препаративной хроматографии, где важна более высокая емкость, больший размер частиц, большая удельная поверхность, обычно используют полностью пористые насадки. При использовании таких материалов, однако, наиболее вероятно, что некоторые молекулы могут диффундировать достаточно глубоко в частицу матрицы, попасть в ловушку и не выйти наружу за время, достаточное для того, чтобы вместе с оставшимися молекулами зоны образца продвигаться дальше. В лучшем случае это обусловит дополнительное размывание зоны, в худшем — приведет к необратимой адсорбции и загрязнению неподвижной фазы. Для препаративных насадок для ЖХ, изготовленных на силикатной основе, наилучшим компромиссом между размером пор, доступной поверхностью и емкостью образца при разделении малых органических молекул, по-видимому, является <10%—меньше 50А, 50%—больше 80— 90А (см. ниже) удельная поверхность 200—350 м-/г (БЭТ, адсорбция азота) [124]. Этим условиям не отвечают традиционные недорогие с большим размером частиц нерегулярные силикагели, которые использовались в течение многих лет в препаративной ЖХ низкого давления. Эти насадки получали из силикагеля, предназначенного для сушки. Такой силикагель был дешев, производился в больших промышленных масштабах и был оптимизирован для адсорбции воды в большом количестве мелких пор (<50 А) и соответственно имел высокую удельную поверхность (400—700 м /г и выше) [50]. [c.82]

Байер и сотр. [12] изучали те же эффекты в колонках большего диаметра и получили аналогичные результаты. Образование профилей скоростей они объяснили наличием градиента пористости насадки в плоскости поперечного сечения колонки. Для выравнивания профилей скоростей потока они устанавливали в колонке специальные шайбы. Фризоун [56] изучал профили скоростей в колонке диаметром около 5 см. Колонку насыщали гексаном, который затем испаряли в вакууме. После этого в колонке образовывался профиль скоростей параболической формы эффективность колонки у ее оси была гораздо выше эффективности у стенок. При введении в колонку химических шайб, пропитанных неподвижной фазой, эффективности в различных точках поперечного сечения колонки стали примерно одинаковыми. Остроумный эксперимент по количественному определению степени разделения частиц насадки осуществили Гиддингс и Фуллер [65]. Сначала они засыпали в колонку диаметром около 5 см насадку через трубочку, расположенную вдоль оси колонки. Затем в колонку заливали горячий раствор желатины и выжидали его затвердевания. Затвердевшую насадку вынимали из колонки, делали с нее кольцевые срезы и определяли зависимость среднего размера частиц от радиуса кольцевого среза. Соответствующие результаты для носителя хромосорб , измельченного до 80—100 меш, приведены в табл. 3.8. [c.141]

Для устранения перемешивания разделенных ионов, вызва1нного диффузией и неодинаковой температурой в сечении ячейки (из-за джоулевой теплоты), трубка, соединяющая катодное и анодное пространства, заполняется пористой насадкой, например песком, стеклянной ватой и др. Этот пористый слой играет роль насадки в фракционной колонке. Равенство уровней регулируется поршнем, показанным на рисунке справа. [c.98]

Наиболее распространены ТФС с пористыми насадками. Основные характеристики одного из таких аппаратов (рис. 3.8) представлены в табл. 3.6. В гравитахщонном ТФС на входе в секции газожидкостной сепарации и отстаивания были установлены цилиндрические пористые насадки из стекловолокна марки СТВ ТУ 118-16-84-76 с добавлением в качестве связующего 10 %-ной поливинилацетатной эмульсии. В процессе эксплуатации выяснилось, что пористые насадки достаточно быстро забиваются твердыми примесями и эффективность разделения снижаеггся. [c.123]

Для разделения систем Г—Т используют пористые, тканевые и зернистые фильтры. Очистку от крупнодисперсной пыли проводят в фильтрах, заполненных коксом, песком, гравием, насадкой различной формы и размеров. Бумажные и тканевые фильтры используются для очистки газов с низким содержанием пыли. Тканевые фильтры на основе шерсти и хлопка используются до температуры 100 С, на основе полимеров — до 250 °С, Сопротивление фильтра обычно составляет 500—1500 Па, а удельный расход элек- [c.472]

До настоящего времени не проводились систематические исследования влияния химической природы материала насадки на ее эффективность. В качестве материала для изготовления насадок для лабораторных работ используют прежде всего стекло, фарфор, глину и различные металлические сплавы. Учитывая коррозионную устойчивость в среде агрессивных жидкостей п стоимость, предпочтение обычно отдают стеклу и керамическим материалам. Важным обстоятельством является то, что фарфор после обжига становится твердым и не содержит железа, поэтому исключается возмояшость его каталитического воздействия на разделяемые вещества. Для обеспечения высокой эффективности непревзойденными являются насадки из нержавеющей проволоки или сетки (сталь У2А). Фукс и Рот [100] успешно применили для разделения смесей воды и уксусной кислоты насадки из сосновой и баль-зовой древесины, которые отличаются высокой смачиваемостью. Однако эффективность этих насадок существенно зависела от нагрузки, ввиду чего работали главным образом при скорости паров 0,18 м/сек. При применении подобных капиллярных насадок, к которым относятся также насадки из пористой глины, отходов [c.447]

Хроматографический метод анализа газов основан па принципе физического разделения газовой смеси, при котором разделяемые компоненты распределяются между двумя фазами одна из фаз представляет собой неподвижный слой сорбента с большой поверхностью, другая—поток газа-иосителя, фильтрующийся через неподвижный слой. В зависимости от типа применяемой неподвижной фазы (насадки) различают газо-адсорбционную и газожидкостную хроматографию. В газо-адсорбционной хроматографии нспользуются твердые вещества, обладающие адсорбционньми свойствами активированный уголь, силикагель, окись алюминия, пористые стекла, молекулярные сита (цеолиты). Газо-адсорбционная хроматография используется для раэделения низкокипящих газов водорода, азота, окиси углерода, кислорода, аргона, метаяа и др. В газо-жидкостной хроматографии используются растворители, нанесенные на инертную ио отношению к газам основу. Разделение газов в этом случае осуществляется благодаря различной растворимости газов в жидкости. Газо-жидкостной хроматографией хорошо разделяются углеводороды. [c.238]

Характер влияния на Я коэффициентов диффузии в подвижной и стационарной фазах следует из ранее приведенных уравнений для Яг и Яз. Среди параметров, характеризующих технику эксперимента при хроматографическом разделении веществ, главным является размер и форма частиц насадок. Диаметр частиц или толщина пленки неподвижной фазы определяют длину диффузионного пробега вещества к границе раздела фаз. Очевидно, что чем меньше размеры частиц, тем меньше диффз ионные ограничения, но всегда существует нижняя граница размеров частиц, определяемая проницаемостью слоя насадки в хроматографической колонке для подвижной фазы. В свою очередь проницаемость колонки для одной и той же подвижной фазы зависит не только от диаметра частиц, но и от высоты колонки. Получается замкнутый круг. Чем меньше К , тем больше требуется 7У,фф. Для получения необходимого числа Л/эфф следует или уменьшить Н до соответствующего значения при сохранении длины колонки, или увеличить ее длину при сохранении Я. Оба требования выполнимы только до определенных пределов, ниже которых колонки оказываются непроницаемыми для подвижной фазы при допустимом давлении. Одновременным решением проблем снижения диффузионных ограничений со стороны стационарной фазы и обеспечения необходимой проницаемости колонок для подвижных фаз, явилось создание пленочных и поверхностно-пористых сорбентов, позволяющих без существенного уменьшения размеров частиц и соответственно без принципиального увеличения сопротивления колонки потоку подвижной фазы в произ- [c.185]

В качестве справочного материала в приложении приведен перечень насадок, опубликованный Маджорсом [66] Из них только насадки на полимерной основе применяются в полумикро-ВЭЖХ относительно редко Однако это не означает, что они менее пригодны для полумикро-ВЭЖХ Просто до последнего времени в этой области ЖХ более популярны были такие распространенные насадочные материалы, как силикагель или силикагель, модифицированный ОДС Пористые полимеры, ионообменные смолы и насадки для эксклюзионной хроматографии также являются хорошими материалами для заполнения полумикроколонок В работе Хиби и сотр [67], например, описано разделение методом эксклюзионной хроматографии на полумикроколонках с полимерной насадкой [c.88]

Газом-носителем служил азот. Разделение проводилось при температуре 165° С. В качестве насадки колонны применялся пористый материал по-ровина [8]. зернением 0,20—0,30 мм, пропитанв ый эритритом (10,8 вес.%). Относительные удерживаемые объемы определялись на колонке, содержащей 18,65 г адсорбента. В качестве эталона использовался диме-тилизофталат, расчетный удельный удерживаемый объем которого оказался равным 85. Результаты опытов приведены в таблице. [c.314]

Основная задача препаративной хроматографии — поднять производительность аналитических методов до желаемого уровня, и можно считать, что рассмотренные выше теоретические исследования показали — хотя и в полуколичественном смысле — роль основных параметров, влияющих на этот процесс. Было показано, что при увеличении производительности колонки путем увеличения значений одного или нескольких параметров, например диаметра колонки, скорости потока и объема вводимого в колонку образца, всегда требуется увеличить длину колонки. Было показано, в частности, существование оптимума, связанного с одновременным увеличением скорости потока газа в колонке и объема вводимой в колонку пробы. При увеличении длины колонки и скорости потока газа в ней требуется увеличивать перепад давлений на колонке, причем на практике, возможно, удается найти удобный компромисс между длиной колонки и перепадом давлений на ней с помощью выбора подходящего диаметра частиц насадки (для насадочных колонок). Обычные капиллярные колонки, характеризующиеся малойемкостью, будут, по-видимому использоваться в препаративной хроматографии лишь для сложных разделений дорогих веществ. Следует, однако, ожидать, что будут созданы. материалы насадки нового типа, которые позволят объединить высокую проницаемость капиллярных колонок с высокой емкостью колонок с зернистой твердой насадкой. В этой связи особенно многообещающими представляются насадки из твердых пеноматериалов ввиду их относительной дешевизны и возможности точного контроля их пористости. Такие насадки значительно помогли бы преодолеть трудности, связанные с увеличением диаметра колонок. Но даже и теперь с этими трудностями можно эффективно бороться, применяя радиальные смесители. Благодаря этому оптимальные диаметры колонок будут, возможно, определять, исходя из соотношения между капитальными и эксплуатационными затратами. [c.51]

Во многих случаях н жавеющая сталь, по-видимому, так же инертна, как и стекло. Несомненно, что нержавеющая сталь вполне пригодна в качестве материала дпя колонки при разделении эфиров жирных кислот и многих углеводородов -двух из наиболее распространенных классов анализируемых соединений. Этому можно найти достаточно доказательств в литературе. Подробно изучив вопросы, связанные с анализом жирных кислот, Оттенштейн и Бартли /8/ показали, что колонки, заполненные пористыми полимерами, таким, как хромосорб 101, нельзя изготавливать из нержавеющей стали. Однако позднее те же исследователи /1/ обнаружили, что нержавеющая сталь, полученная от одних поставщиков, давала удовлетворительные результаты в анализах жирных кислот, в то время как сталь, полученная от других поставщиков, оказалась непригодной для таких анализов. Это обнадеживает, так как, следовательно, можно получишь металлическую колонку, близкую по инертности к стеклянной, но и разочаровывает, поскольку никогда нельзя быть уверенным в инертности трубки колонки без тщательной проверки полученных результатов. Еспи полученные результаты не являются количественными, то все нужно начинать сначала. Еспи данный класс соединений уже успешно анализировали другие исследователи при том же уровне, концентрации неподвижной фазы в насадке, то, по-видимому, нет необходимости заменять металлическую колонку стеклянной, стремясь к большей инертности. [c.169]