Способ получения сорбента для ионной хроматографии Советский патент 1985 года по МПК C08F8/36 C08F212/14 B01J20/30 

Изобретение относится к полимерной химии, химической технологии, х мическому синтезу, а точнее к синтезу органических ионитов на основе сополимера стирола с дивинилбензолом (СДВБ) и может быть исполь зовано в аналитических целях - для количественного и качественного определения анионного состава многокомпонентных растворов методом ио ной хроматографии, а также в препаративной хроматографии, где желательно получать высокочистые в анионном отношении вещества и смеси Известен способ получения аниойи та - сорбента для ионной хроматогра фии путем модифицирования гранул сополимера СДВБ высокой степени сшивки размером 30-40 мкм. Модифицирование заключается в хлЪрметили ровании и аминировании триметнпамином. Полученный этим способом анионит - высокоосновен, имеет сло тую структуру, емкость порядка 0,0 1 мг-экв/мл,требуемзпопрочность 1 Недостатками указанного способа являются его многостадийность, сил но растянутая во времени (2 сут), использование ядовитых веществ, чт делает способ малотехничным и, как следствие, высокая стоимость ионита. Наиболее близким к изобретению является способ получения сорбента для ионной хроматографии путем модифицирования сополимера стирола и дивинилбензола, содержащего сульфогруппы, с размером гранул 20-40 мкм, модифицирование осуществляют нанесением на поверхность гранул исходного сополимера частиц размером 0,3-0,5 мкм высокоосновного полистирольного аммонита И. Получаемый сорбент Dionex обладает разделяющей способностью в ионной хроматографии, однако эфективность разделения анионов недостаточно высока. Цель изобретения. - увеличение эффективности разделения анионов. Поставленная цепь достигается тем, что согласно способу получения сорбента для ионной хроматогра фии путем модифицирования сополиме ра стирола и дивинилбензола с разм ром гранул 20-25 мкм, содержащего ионообменные группы, в качестве со полимера стирола и дивинилбензола используют сополимер, содержащий четвертичные аммониевые группы, и модифицирование осуществляют об работкой сополимера концентрированной серной кислотой при 145-155 С в течение 2-5 ч до остаточного содержания азота в сополимере 0,050,18 мас.%. Указанные интервалы температуры и времени реакции обусловлены тем, 145° С скорость сульфирочто ниже вания мала, а выше возникает опасность термодеструкции сополимера. При проведении реакции менее 2 ч не достигается необходимая полнота превращения, а свыше 5чобразуется сорбент с неудовлетворительной эффективностью разделения анионов. Продукт представляет собой гранулу, на поверхности которой располагаются сульфогруппы, окружающие области с непрореагировавшими группами четвертичного аммониевого основания. Содержание элементов составляет ДО1Я серы 16 мас.%, для азота 0,05-0,18 мас.% (содержание азота в исходном материале 3,5 мас.%). Таким образом, в исходном анионите группы четвертичного аммониевого основания частично замещаются на сульфогруппы, что приводит к снижению емкости по анионам на несколько порядков (в 20 раз). Более того, при тщательном отборе узкой фракции зернения исходного анирнита в результате сульфирования получают равномерньй и однородный катионитовый слой вокруг непрореагировавшего аниоч. нитового. Пример 1. Промышленньй высокоосновной полистирольный анионит АН-17x8 размалывают в шаровой мельнице, замачивают в воде, и помешивая, пропускают через сито, размером ячейки 50 мкм. Путем седиментации из фильтрата выделяют фракцию 20-25 мкм (скорость осаждения примерно 2,5 мл/мин). К 3 мл подготовленной смолы в воде общим объемом 4 мл приливают 20 мл концентрированной серной кислоты и быстро нагревают. Процесс проводят при постоя нной температуре 150° С в течение 120 мин, после чего смесь осторожно приливают к 300-400 мл дистиллированной воды комнатной температуры. Полученный сорбент с содер3жанием азота 0,175 мас.% тщательно отмывают водой, заполняют колонку диаметром 1 мм и длиной 170 мм и доводят до равновесия с бикарбонат но-карбонатным элем ентом, применяемым для разделения анионов в ионной хроматографии. Продукт реак ции - сульфированный анионит высокросновный (CAB) имеет темно-коричневую окраску, размеры зерен и проч ность ионита в процессе реакции не изменяются. Емкость полученного ;по примеру САВ-120(25) по анионам составляет 0,05 мг-экв/мл, что позволяет на указанной колонке количественно разделить смеси таких анионов как фторид, хлорид, фосфат нитрат и сульфат. П р и м е р 2. Промышленный высокоосновный макропористый анионит АВ-171 (40/100) размалывают в шаровой мельнице и по примеру 1 подготавливают для последующей-модификации. К 6 МП подготовленной смолы (диаметр частиц 40-50 мкм) в воде общим объемом 8 мл приливают 40 мл концентрированной серной кислоты и быстро нагревают. Процесс пр водят при постоянной температуре 150-155 С в течение 120 мин,после чего смесь осторожно приливают к 400-500 мл дистиллированной воды при комнатной температуре. Полученный сорбент с содержанием азота 0,05 мас.% тщательно отмывают водой заполняют колонку диаметром 4 мм и длиной 100 МП и доводят до равно134весия с элюентом (2,5 мМ NaHCQ / 3,0 мМ КагСО). Продукт реакции имеет темно-коричневую окраску, размеры зерен и црочность ионита в процессе реакции не изменяется. Емкость полученного по примеру (50) по анионам составляет 20 мкг-экв/мл, что позволяет на указанной колонке количественно раз-. делить смесь семи неорганических анионов за 40 мин. Эффективность разделения анионов оценивают по плотности теоретических тарелок на 1 мл сорбента. Сравнительный анализ разделяющей способности предложенных сорбентов и известного сорбента Dionex показывает, что О,14 мл предложенного сорбента разделяет аниониты с эффективностью в 130 теоретических тарелок (ТТ) (удельная эффективность 930 ТТ/мл), а 2,4 мл сорбента в тех же условиях разделяют анионы с эффективностью в 400 ТТ (49 эффективность 170 ТТ/мл). Таким образом, предлагаемые сорбенты позволяют достичь одинаковой с известным сорбентом степени разделения анионов (сульфатов, фосфатов, нитратов, хлоридов) при меньшем количестве сорбента. Кроме того, предлагаемый способ характеризуется высокой прочностью сорбентов и низкой их стоимостью. Способ получения прост в аппаратурном оформлении и исполнении.

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СОРБЕНТА ДЛЯ ИОННОЙ ХРОМАТОГРАФИИ путем модифицирования сополимера стирола и дивинилбейзола с размером гранул 20-25 мкм, содержащего ионообменные группы, отличающийся тем, что, с целью увеличения эффективности разделения анионов, в качестве сополимера, стирола и дивинил бен зола испольэуют сополимер, содержащий четвертичные аммониевые группы, и модифицирование осуществляют обработкой сополимера концентрированной серной кислотой при С в течение 2-5 ч до остаточного соДержа- . ния азота в сополимере 0,05-0,18мае.%