Неподвижная фаза для газовой хроматографии, способ ее получения, применение ее в хроматографических колонках для селективного разделения органических соединений Российский патент 2024 года по МПК G01N30/02 

Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано в анализе органических и неорганических веществ методом капиллярной газовой хроматографии. Выбор неподвижных фаз (НФ) для капиллярной газовой хроматографии (КГХ) ограничен ввиду сложности приготовления на их основе эффективных и стабильных в работе колонок.

Для разделения смесей соединений органической природы методом газовой хроматографии обычно используют органические неподвижные жидкие фазы различной полярности, например диметилполисиликон, трифторпропилметилполисилоксан, оксидипропионитрил, полиэтиленгликоль, полиэтиленгликольсукцинат и др. (SU 544913, G 01 N31/08, 30.01.1977).

Однако такие фазы обладают недостаточно высокой селективностью к углеводородам с близкими температурами кипения, в частности к изомерам, либо, имея хорошую селективность, характеризуются большим временем удерживания.

Известен способ и неподвижная фаза для анализа летучих органических соединений методом парофазной хроматографии. Неподвижная фаза в своем составе содержит водный раствор N-метилморфолин-N-оксида (SU 771543, G01N 31/08, 15.10.1980).

Недостатком известного способа является то, что он не позволяют достичь одновременного разделения смеси углеводородов, серосодержащих соединений, метанола.

Известна неподвижная фаза и способ хроматографического анализа с ее применением, которые позволяют во многих случаях реализовать высокую селективность при анализе полярных соединений различных классов. (RU 2018822, G01N 30/50, 30.08.1994; SUPELCO Хроматография. Продукты для анализа и очистки. С.214-215).

Однако на этой неподвижной фазе хроматографический анализ происходит в условиях программированного нагрева хроматографической колонки и характеризуется большими временами удерживания для большинства анализируемых соединений.

Известна неподвижная фаза на основе дивинилбензола и способ хроматографического анализа с ее применением, которые также позволяют селективно разделять смеси полярных соединений. (Другое Ю.С., Конопелько Л.А. Газохроматографический анализ газов. Москва: МОИМПЕКС, 1995 С.278-283).

Однако в некоторых случаях при анализе сложных смесей веществ, содержащих, например, предельные и непредельные углеводороды, серосодержащие соединения, структурные изомеры ароматических углеводородов и метанол данная неподвижная фаза проявляла недостаточную селективность и наблюдаемые пики разделяемых веществ имели асимметричную форму.

Известна неподвижная фаза на основе дивинилбензола и стирола, модифицированного пиридиновыми основаниями (производными урацила) (Гайнуллина Ю.Ю., Гуськов В.Ю., Тимофеева Д.В. Журнал физической химии, 2019, Т.93, №12, с. 1846-1850; Гуськов В.Ю., Кудашова Ф.Х., Иванов С.П. Сорбционные и хроматографические процессы, 2012, Т. 12, Вып. 6, с. 916-921).

Недостатком известного способа является то, что он не позволяют достичь разделения структурных изомеров углеводородов С₂, С₃, С₄ и других, а также структурных изомеров ароматических углеводородов, например, о-, м-, п- ксилолов.

Известна неподвижная фаза на основе модифицированного амином (полиэтиленимином) тефлонового капилляра для индуцирования восходящих и нисходящих градиентов рН (Иванов А.В., Кубышев С.С., Нестеренко П.Н., Тессман А.Б. ВЕСТН. МОСК. УН-ТА. СЕР. 2. ХИМИЯ. 2005. Т. 46. №1, с. 55-60).

Недостатком известного способа является то, что он не позволяют достичь одновременного разделения смеси углеводородов, серосодержащих соединений и метанола методом ВЭЖХ.

Известно техническое решение в котором неподвижная фаза выполнена на основе функционализированного путем окислительной обработки закисью азота полимера поли(1-триметилсилил-1-пропина) (ПТМСП) и способ хроматографического анализа с ее применением, которые также позволяют селективно разделять смеси углеводородов, серосодержащих, полярных соединений (Патент №2570705 Неподвижная фаза для газовой хроматографии, 16 ноября 2015 г).

Однако при анализе сложных смесей веществ, содержащих, предельные и непредельные углеводороды, серосодержащие соединения, структурные изомеры ароматических углеводородов, спирты, кетоны, эфиры, диолы, данная неподвижная фаза проявляла недостаточную селективность и наблюдаемые пики полярных разделяемых веществ имели асимметричную форму.

Задачей изобретения является разработка неподвижной фазы для газовой хроматографии, способа ее получения, и применение данной неподвижной фазы в капиллярных колонках для селективного разделения органических соединений, включая полярные соединения.

Задача решается тем, что неподвижная фаза для газовой хроматографии, представляющая из себя ПТМСП, модифицированный раствором полиэтиленимина, характеризуется однородной мезопористой структурой, выдерживающей нагревание от 25°С до 263°С; наличием в спектре полос при 1472 см^-1, характеризующих N-H деформационные колебания; наличием полосы при 1310 см^-1, которая относится к колебаниям связи C-N; наличием в спектре широкой полосы в области 3200-3600 см^-1, характеризующей N-H валентные колебания полиэтиленимина. При этом неподвижная фаза характеризуется возможностью применения в качестве неподвижной фазы для капиллярных колонок в газовой хроматографии.

В способе получения неподвижной фазы для газовой хроматографии используют образец ПТМСП, представляющий собой стеклообразный полимер из класса ненасыщенных полиацетиленов, который подвергают обработке раствором полиэтиленимина.

Применяют неподвижную фазу, представляющую из себя ПТМСП модифицированный раствором полиэтиленимина; характеризующуюся однородной мезопористой структурой, которая выдерживает нагревание от 25°С до 263°С; наличием в спектре полос, при 1472 см^-1, характеризующих N-H деформационные колебания; наличием полосы при 1310 см^-1, которая относится к колебаниям связи C-N, наличием в спектре широкой полосы в области 3200-3600 см^-1, характеризующей N-H валентные колебания полиэтиленимина в хроматографических колонках для селективного разделения органических соединений.

Технический результат заявляемого технического решения заключается в упрощении и ускорении приготовления неподвижной фазы для газовой хроматографии, в улучшение разделительной способности неподвижной фазы в хроматографических колонках при разделении органических соединений.

Заявляемое техническое решение поясняется чертежами.

На фиг.1 представлена полученная при указанных условиях хроматограмма разделения смеси предельных, непредельных, ароматических углеводородов и метанола, где 1 - метан; 2 - ацетилен; 3 - этилен; 4 - этан; 5 - пропилен; 6 - метанол; 7 - пропан; 8 - 1, 3-бутадиен; 9 - изобутен; 10 - 1-бутен; 11 - изобутан; 12 - транс-бутен-2; 13 - цис-бутен-2; 14 - н-бутан; 15 - неопентан; 16 - изопентан; 17 - н-пентан; 18 - бензол; 19-гексан; 20-толуол; 21 - гептан; 22 - этилбензол; 23 - м-ксилол; 24 - п-ксилол; 25 - о-ксилол; 26 - октан; 27 - нонан.

На фиг.2 представлена полученная при указанных условиях хроматограмма разделения смеси предельных, непредельных, ароматических углеводородов и метанола, где 1 - метан; 2 - ацетилен; 3 - этилен; 4 - этан; 5 - пропилен; 6-метанол; 7 - пропан; 8 - 1, 3-бутадиен; 9 - изобутен; 10 - 1-бутен; 11 - изобутан; 12 - транс-бутен-2; 13 - цис-бутен-2; 14 - н-бутан; 15 - неопентан; 16 - изопентан; 17 - н-пентан; 18 - бензол; 19-гексан; 20-толуол; 21 - гептан; 22 - этилбензол; 23 - м-ксилол; 24 - п-ксилол; 25 - о-ксилол; 26 - октан; 27 - нонан.

На фиг 3. представлена полученная при указанных условиях хроматограмма разделения смеси предельных, непредельных, метанола и меркаптанов, где 1 -метан; 2 - ацетилен; 3 - этилен; 4 - этан; 5 - пропилен; 6- метанол; 7 - пропан; 28 - метилмеркаптан; 8 - 1, 3-бутадиен; 9 - изобутен; 10 - 1-бутен; 11 - изобутан; 12 -транс-бутен-2; 13 - цис-бутен-2; 14 - н-бутан; 29 - этилмеркаптан; 15 - неопетан; 16 - изопентан; 30 - изопропилмеркаптан; 17- н-пентан; 31 - пропилмеркаптан; 32 - изобутилмеркаптан; 33 - бутилмеркаптан.

На фиг 4. представлена хроматограмма разделения смеси спиртов, углеводородов, эфира, кетона и ацетата, где 6 - метанол; 34 - этанол; 35 - ацетон; 36 - диэтиловый эфир; 16 - изопентан; 17 - н-пентан; 37 - этилацетат, 19 - н-гексан. Следует отметить, что на этой неподвижной фазе все пики на хроматограмме имеют гауссову форму.

На фиг 5. представлена полученная при условиях хроматографирования: температура колонки: 50°С - нагрев со скоростью 20°/мин до 160°С, газ-носитель - гелий, давление 0.22 атм. хроматограмма спиртов, углеводородов, эфира, кетона и сложного эфира на капиллярной колонке с функционализированным закисью азота поли(1-триметилсилил-1-пропином) длиной 12 м, диаметром 0.32 мм.

На фиг.6 представлена хроматограмма разделения смеси спиртов, кетонов, диола, эфира, где 35 - ацетон; 38 - изопропиловый спирт; 42 - диизопропиловый эфир; 43 - 4-метил-2-пентанон; 44 - 4-метил-2-пентанол; 45 - гексанол; 46 - 2-метил-2.4-пентадиол.

На фиг.7 представлена хроматограмма, полученная на хроматографической колонке длиной 30 м, диаметром 0.32 мм, заполненная неподвижной фазой, полиэтиленгликолем 20 М, терминированным нитротерефталевой кислотой (ПЭГ 20M/FFAP) с толщиной пленки 0.25 мкм.

На фиг.8 представлена хроматограмма разделения смеси предельных, непредельных, ароматических углеводородов и метанола, где 1 - метан; 2 -ацетилен; 3 - этилен; 4 - этан; 5 - пропилен; 6- метанол; 7 - пропан; 10 - 1-бутен; 14 - н-бутан; 15 - неопетан; 16 - изопентан; 17 - н-пентан; 18 - бензол; 19 - гексан; 20 - толуол; 21 - гептан; 23 - м-ксилол; 24 - п-ксилол; 25 - о-ксилол; 26 - октан; 27 - нонан.

На фиг.9 представлена хроматограмма разделения смеси предельных, непредельных, метанола и меркаптанов, где 1 - метан; 2 - ацетилен; 3 - этилен; 4 - этан; 5 - пропилен; 6- метанол; 7 - пропан; 28 - метилмеркаптан; 10 - 1-бутен; 14 - н-бутан; 29 - этилмеркаптан; 16 - изопентан; 17 - н-пентан; 30 -изопропилмеркаптан; 31 - пропилмеркаптан; 18 - бензол; 19- гексан; 32 - изобутилмеркаптан; 33 - бутилмеркаптан, 20 - толуол; 21 - гептан.

На фиг 10 представлена хроматограмма разделения смеси спиртов, углеводородов, эфира, кетона и сложного эфира, где: 6 - метанол; 34 - этанол; 35 - ацетон; 36 - диэтиловый эфир; 16 - изопентан; 17 - н-пентан; 37 - этилацетат; 19 - н-гексан.

На фиг.11 представлена хроматограмма разделения смеси спиртов, кетонов, диола, эфира, где 35 - ацетон; 38 - изопропиловый спирт; 42 -диизопропиловый эфир; 43 - 4-метил-2-пентанон; 44 - 4-метил-2-пентанол; 45 - гексанол; 46 - 2-метил-2.4-пентадиол.

Используемый образец ПТМСП представляет собой стеклообразный полимер из класса ненасыщенных полиацетиленов, модифицированный расвором полиэтиленимина. При такой обработке изменяется полярность ПТМСП. Изменение полярности полимера приводит, во-первых, к селективному разделению, в том числе полярных кислородсодержащих соединений, во-вторых, к симметричной форме наблюдаемых хроматографических пиков полярных веществ.

Модифицирование полиэтиленимином образца ПТМСП осуществляется следующим образом.

Навеску ПТМСП в количестве 0.1000 г помещают в стеклянную колбу, объемом 50 мл, добавляют 20 мл растворителя (толуола или хлороформ) и перемешивают на магнитной мешалке в течение 4 ч. Приготовленным раствором заполняют кварцевый капилляр, диаметром 0.32 мм (0.53 мм) и длиной от 10 до 50 м. Затем растворитель удаляют из кварцевого капилляра одним из известных способов: 1) испарение растворителя из открытого конца капилляра при повышенной температуре и (или) пониженном давлении. При этом летучий растворитель удаляется из капилляра, а ПТМСП остается внутри капилляра в виде пленки, толщиной 1.55 (2.80) мкм.

После этого подсоединяют колонку к источнику инертного газа (аргон) и продувают инертным газом в течение часа при температуре 200°С. Затем температуру термостата повышают до 220°С. В этих условиях колонку кондиционируют аргоном в течение 4 ч.

Навеску органического основания полиэтиленимина в количестве 0.1000 г помещают в стеклянную колбу, объемом 50 мл, добавляют 20 мл воды и перемешивают на магнитной мешалке в течение 4 ч.

Приготовленную хроматографическую колонку диаметром 0.32 (или 0.53) мм и длиной от 10 до 50 м, толщина пленки полимера 1.55 (или 2.80) мкм модифицируют раствором полиэтиленимина, затем подсоединяют колонку к источнику инертного газа (аргон) и продувают в течение часа при температуре 200°С. Затем температуру термостата повышают до 220°С. В этих условиях колонку кондиционируют аргоном в течение 4 ч.

Хроматографическую капиллярную колонку, на внутреннюю поверхность которой равномерно нанесена пленка модифицированного раствором полиэтиленимина образца ПТМСП, используют при анализе различных классов химических веществ. Температуру хроматографической колонки при анализе изменяют в интервале от 25 до 220°С.

Анализ реакционных смесей проводят с использованием пламенно-ионизационного детектора (ПИД).

Сущность изобретения иллюстрируется следующими примерами и иллюстрациями (Фиг. 1-11).

Пример 1.

Анализируют смесь газов предельных, непредельных, ароматических углеводородов и метанола. Условия анализа: хроматографическая колонка длиной 30 м, диаметром 0.32 мм, со слоем неподвижной фазы, толщиной 1.5 мкм, приготовленной, описанным выше способом. Температура колонки 40°С в течение 3 мин, затем нагрев со скоростью 7°С/мин до 220°С. Температура испарителя 240°С, температура детектора 240°С, объем пробы 1.0 мкл, Газ-носитель - гелий при давлении 0.7 атм, детектор - пламенно-ионизационный. Время анализа 40 мин.

На фиг.1 представлена полученная при указанных условиях хроматограмма разделения смеси предельных, непредельных, ароматических углеводородов и метанола. На хроматограмме отчетливо видно разделение всех компонентов смеси, где 1 - метан; 2 - ацетилен; 3 - этилен; 4 - этан; 5 - пропилен; 6- метанол; 7 -пропан; 8-1, 3-бутадиен; 9 -изобутен; 10 - 1-бутен; 11 - изобутан; 12 - транс-бутен-2; 13 - цис-бутен-2; 14 - н-бутан; 15 - неопентан; 16 - изопентан; 17 - н-пентан; 18 - бензол; 19 - гексан; 20 - толуол; 21 - гептан; 22 - этилбензол; 23 - м-ксилол; 24 - п-ксилол; 25 - о-ксилол; 26 - октан; 27 - нонан. Следует отметить, что на этой неподвижной фазе наблюдается уникальный порядок выхода компонентов, когда метанол элюируется между пропиленом и пропаном, а также разделяются структурные изомеры н-бутана и ксилолы.

На фиг.2 представлена полученная при указанных условиях хроматограмма смеси предельных, непредельных, ароматических углеводородов и метанола. Порядок выхода компонентов этого же состава и в аналогичных условиях на капиллярной колонке длиной 30 м, диаметром 0.32 мм со слоем поли(1-триметилсилил-1-пропина), толщиной 1.55 мкм (прототип) отличаются тем, что метанол с содержанием более 0.06×10^-3 мг/мл не элюируется отдельным пиком от пропилена и пропана и время анализа составляет 60 мин.

Пример 2.

Анализируют смесь газов предельных, непредельных, метанола и меркаптанов. Условия анализа: хроматографическая колонка длиной 30 м, диаметром 0.32 мм, с слоем неподвижной фазы, толщиной 1.5 мкм, приготовленной, описанным выше способом. Температура колонки: 40°С - 3 мин, затем нагрев со скоростью 7°С/мин до 220°С, температура испарителя 240°С, температура детектора (ПИД) 240°С, объем пробы 1.0 мкл, газ-носитель - гелий, давление 0.7 атм. Время анализа 24 мин.

На фиг 3. представлена полученная при указанных условиях хроматограмма разделения смеси предельных, непредельных, метанола и меркаптанов. На хроматограмме отчетливо видно разделение всех компонентов смеси, где 1 - метан; 2 - ацетилен; 3 - этилен; 4 - этан; 5 - пропилен; 6- метанол; 7 - пропан; 28 - метилмеркаптан; 8 - 1, 3-бутадиен; 9 - изобутен; 10 - 1-бутен; 11 - изобутан; 12 - транс-бутен-2; 13 - цис-бутен-2; 14 - н-бутан; 29 - этилмеркаптан; 15 - неопентан; 16 - изопентан; 30 - изопропилмеркаптан; 17 - н-пентан; 31 - пропилмеркаптан; 32 - изобутилмеркаптан; 33 - бутилмеркаптан. Следует отметить, что на этой неподвижной фазе наблюдается полное разделение всех компонентов пробы, кроме двух пар компонентов - н-бутан/этилмеркаптан и изопентан/изопропилмеркаптан.

Пример 3.

Анализу подвергают спирты, углеводороды, эфир, кетон и ацетат. Условия хроматографирования: хроматографическая колонка длиной 30 м, диаметром 0.32 мм с слоем неподвижной фазы, толщиной 1.5 мкм, приготовленной, описанным выше способом. Температура колонки: 150°С. Температура испарителя 240°С, температура детектора (ПИД) 240°С, объем пробы 0.5 мкл, газ-носитель - гелий, давление 0.7 атм. Время анализа 11 мин.

На фиг 4. представлена полученная при указанных условиях хроматограмма разделения спиртов, углеводородов, эфира, кетона и ацетата. На хроматограмме отчетливо видно разделение всех компонентов смеси, где 6 - метанол; 34 - этанол; 35 - ацетон; 36 - диэтиловый эфир; 16 - изопентан; 17 - н-пентан; 37 - этилацетат, 19 - н-гексан. Следует отметить, что на этой неподвижной фазе все пики на хроматограмме имеют гауссову форму.

На фиг 5. представлена полученная при условиях хроматографирования: Температура колонки: 50°С - нагрев со скоростью 20°/мин до 160°С, газ-носитель - гелий, давление 0.22 атм. Хроматограмма спиртов, углеводородов, эфира, кетона и сложного эфира на капиллярной колонке с функционализированным закисью азота поли(1-триметилсилил-1-пропином) длиной 12 м, диаметром 0.32 мм. На хроматограмме отчетливо видно, что: а) на исходном (необработанном) ПТМСП пики этанола и изопропилового спирта асимметричны с затянутым задним фронтом. Уменьшение асимметрии пиков спиртов достигнуто после б) функционализации закисью азота ПТМСП в течение 12 часов достигнуто уменьшение асимметрии хроматографических пиков. Где: 6 - метанол; 41 - ацетальдегид; 34 - этанол; 35 -ацетон; 38 - изопропиловый спирт; 36 - диэтиловый эфир; 39 - метилэтилкетон; 37 - этилацетат; 40 - метилпропилкетон; 19 - н-гексан.

Пример 4.

Анализу подвергают спирты, кетоны, эфир и диол. Условия хроматографирования: хроматографическая колонка длиной 30 м, диаметром 0.32 мм со слоем неподвижной фазы, толщиной 1.5 мкм, приготовленной, описанным выше способом. Температура колонки: 130°С - 7 мин, затем повышение температуры со скоростью 15°С/мин до 225°С. Температура испарителя 240°С, температура детектора (ПИД) 240°С, объем пробы 0.5 мкл, газ-носитель - гелий, давление 0.7 атм. Время анализа 19 мин.

Следует отметить, что на этой неподвижной фазе все компоненты селективно разделены и пики на хроматограмме имеют гауссову форму.

На фиг.6 представлена полученная при указанных условиях хроматограмма разделения смеси, где 35 - ацетон; 38 - изопропиловый спирт; 42 - диизопропиловый эфир; 43 - 4-метил-2-пентанон; 44 - 4-метил-2-пентанол; 45 - гексанол; 46 - 2-метил-2.4-пентадиол.

На фиг.7 представлена хроматограмма, полученная на хроматографической колонке длиной 30 м, диаметром 0.32 мм, заполненная неподвижной фазой, полиэтиленгликолем 20М, терминированным нитротерефталевой кислотой (ПЭГ 20M/FFAP) с толщиной пленки 0.25 мкм. Температура колонки 40°С - 3 мин, затем нагревание со скоростью 7°С /мин до 220°С, давление 0,7 атм. Температура испарителя 240°С, температура детектора (ПИД) 240°С, объем пробы 1.0 мкл, газ-носитель - гелий, давление 0.7 атм ПИД. Время анализа 24 мин.

КОЛОНКА 053

Пример 5.

Анализируют смесь предельных, непредельных, ароматических углеводородов и метанола. Условия анализа: хроматографическая колонка длиной 25 м, диаметром 0.53 мм с слоем неподвижной фазы, толщиной 2.8 мкм, приготовленной, описанным выше способом. Температура колонки: 40°С - 3 мин, затем повышение температуры со скоростью 7°С/мин до 220°С. Температура испарителя 240°С, температура детектора (ПИД) 240°С, объем пробы 1.0 мкл, газ-носитель - гелий, давление 0.7 атм. Время анализа 40 мин.

На фиг.8 представлена полученная при указанных условиях хроматограмма разделения смеси предельных, непредельных, ароматических углеводородов и метанола. На хроматограмме отчетливо видно разделение всех компонентов смеси, где 1 - метан; 2 - ацетилен; 3 - этилен; 4 - этан; 5 - пропилен; 6 - метанол; 7 - пропан; 10 - 1-бутен; 14 - н-бутан; 15 - неопетан; 16 - изопентан; 17 - н-пентан; 18 - бензол; 19 - гексан; 20 - толуол; 21 - гептан; 23 - м-ксилол; 24 - п-ксилол; 25 - о-ксилол; 26 - октан; 27 - нонан. Следует отметить, что на этой неподвижной фазе наблюдается уникальный порядок выхода компонентов, когда метанол элюируется между пропаном и структурными изомерами н-бутана.

Пример 6.

Анализируют смесь газов предельных, непредельных, метанола и меркаптанов. Условия анализа: хроматографическая колонка длиной 25 м, диаметром 0.53 мм с слоем неподвижной фазы, толщиной 2.8 мкм, приготовленной, описанным выше способом. Температура колонки: 40°С - 3 мин, затем повышение температуры со скоростью 7°С/мин до 220°С. Температура испарителя 240°С, температура детектора (ПИД) 240°С, объем пробы 1.0 мкл, газ-носитель - гелий, давление 0.7 атм. Время анализа 40 мин.

На фиг 9. представлена полученная при указанных условиях хроматограмма разделения смеси предельных, непредельных, метанола и меркаптанов. На хроматограмме отчетливо видно разделение всех компонентов смеси. Где: 1 - метан; 2 - ацетилен; 3 - этилен; 4 - этан; 5 - пропилен; 6 - метанол; 7 - пропан; 28 - метилмеркаптан; 10 - 1-бутен; 14 - н-бутан; 29 - этилмеркаптан; 16 - изопентан; 17-н-пентан; 30 - изопропилмеркаптан; 31 - пропилмеркаптан; 18 - бензол; 19-гексан; 32 - изобутилмеркаптан; 33 - бутилмеркаптан, 20 - толуол; 21 - гептан. Следует отметить, что на этой неподвижной фазе наблюдается полное разделение углеводородов и меркаптанов.

Пример 7.

Анализу подвергают спирты, углеводороды, эфир, кетон и сложного эфира. Условия хроматографирования: хроматографическая колонка длиной 25 м, диаметром 0.53 мм с слоем неподвижной фазы, толщиной 2.8 мкм, приготовленной, описанным выше способом. Температура колонки: 150°С. Температура испарителя 240°С, температура детектора (ПИД) 240°С, объем пробы 0.5 мкл, газ-носитель - гелий, давление 0.7 атм. Время анализа 14.5 мин

Следует отметить, что на этой неподвижной фазе все пики на хроматограмме имеют гауссову форму.

На фиг 10. представлена полученная при указанных условиях хроматограмма разделения смеси спиртов, углеводородов, эфира, кетона и сложного эфира На хроматограмме отчетливо видно разделение всех компонентов смеси, где 6 - метанол; 34 - этанол; 35 - ацетон; 36 - диэтиловый эфир; 16 - изопентан; 17 - н-пентан; 37 - этилацетат; 19 - н-гексан.

Пример 8.

Анализу подвергают спирты, кетоны, эфир и диол. Условия хроматографирования: хроматографическая колонка длиной 25 м, диаметром 0.53 мм с слоем неподвижной фазы, толщиной 2.8 мкм, приготовленной, описанным выше способом. Температура колонки: 130°С - 7 мин, затем повышение температуры со скоростью 15°С/мин до 225°С. Температура испарителя 240°С, температура детектора (ПИД) 240°С, объем пробы 0.5 мкл, газ-носитель - гелий, давление 0.7 атм. Время анализа 19 мин.

Следует отметить, что на этой неподвижной фазе все пики на хроматограмме имеют гауссову форму. Незначительное отклонение от гауссовой формы пика отмечено для 2-метил-2.4-пентадиола.

На фиг.11 представлена полученная при указанных условиях хроматограмма разделения смеси спиртов, кетонов, эфира, диола, где 35 - ацетон; 38 - изопропиловый спирт; 42 - диизопропиловый эфир; 43 - 4-метил-2-пентанон; 44 - 4-метил-2-пентанол; 45 - гексанол; 46 - 2-метил-2.4-пентадиол.

В таблице 1 приведены полученные с применением предлагаемой неподвижной фазы данные по временам удерживания (t_уд.) соединений различной химической природы при различных температурах (40 - 220°С) на хроматографических капиллярных колонках длиной 25 и 30 м разного диаметра (с разной толщиной пленки).

Как видно из представленной таблицы, предлагаемая неподвижная фаза позволяет разделять с высокой степенью селективности самые разные классы химических соединений. При этом температура и размер колонки оказывает сильное влияние на удерживание компонентов.

Преимуществами заявляемого технического решения является:

Получение неподвижной фазы (модифицирование раствором полиэтиленимина образца ПТМСП) протекает в капилляре в течение 4 часа при комнатной температуре с последующим кондиционированием при 220°С.

Этот способ существенно упрощает и ускоряет приготовление данной неподвижной фазы Увеличена селективность разделения предельных, непредельных углеводородов, метанола и меркаптанов (пропан-бутановая смесь для отопительных аппаратов, газовых плит, автомобилей)

Увеличена селективность разделения органических соединений с близкими температурами кипения (спирты, углеводороды, эфир, кетон и ацетат)

Увеличена селективность разделения (метанол с содержанием более 0.06×10^-3 мг/мл элюирует отдельным пиком от пропилена, пропана и других сопутствующих примесей углеводородов в товарном (техническом, целевом) н-бутане).

Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано в анализе органических и неорганических веществ методом капиллярной газовой хроматографии. Неподвижная фаза для газовой хроматографии представляет из себя ПТМСП, модифицированный раствором полиэтиленимина, характеризующаяся однородной мезопористой структурой, выдерживающей нагревание от 25°С до 263°С; наличием в спектре полос, при 1472 см^-1, характеризующих N-H деформационные колебания; наличием полосы при 1310 см^-1, которая относится к колебаниям связи C-N; наличием в спектре широкой полосы в области 3200-3600 см^-1, характеризующей N-H валентные колебания полиэтиленимина. Техническим результатом является упрощение и ускорение приготовления неподвижной фазы для газовой хроматографии и улучшение разделительной способности неподвижной фазы в хроматографических колонках при разделении органических соединений. 3 н. и 1 з.п. ф-лы, 11 ил., 1 табл.

1. Неподвижная фаза для газовой хроматографии представляющая из себя ПТМСП, модифицированный раствором полиэтиленимина, характеризующаяся однородной мезопористой структурой, выдерживающей нагревание от 25°С до 263°С; наличием в спектре полос, при 1472 см^-1, характеризующих N-H деформационные колебания; наличием полосы при 1310 см^-1, которая относится к колебаниям связи C-N; наличием в спектре широкой полосы в области 3200-3600 см^-1, характеризующей N-H валентные колебания полиэтиленимина.

2. Неподвижная фаза по п. 1, характеризующаяся возможностью применения в качестве неподвижной фазы для капиллярных колонок в газовой хроматографии.

3. Способ получения неподвижной фазы для газовой хроматографии, характеризующийся использованием образца ПТМСП, представляющего собой стеклообразный полимер из класса ненасыщенных полиацетиленов, который подвергают обработке полиэтиленимином.

4. Применение в хроматографических колонках для селективного разделения органических соединений неподвижной фазы, представляющей из себя ПТМСП, модифицированный раствором полиэтиленимина; характеризующейся однородной микропористой структурой, которая выдерживает нагревание от 25°С до 263°С; наличием в спектре полос, при 1472 см^-1, характеризующих N-H деформационные колебания; наличием полосы при 1310 см^-1, которая относится к колебаниям связи C-N; наличием в спектре широкой полосы в области 3200-3600 см^-1, характеризующей N-H валентные колебания полиэтиленимина.