Способ хроматографического разделения ионов Советский патент 1986 года по МПК B01D15/08 B01J20/26 

1

Изобретение относится к способам хроматографического разделения ионов методом жидкостной ионной хроматографии и может быть использовано для анализа ионов в объектах пищевой промышленности, сельского хозяйства и окружающей среды.

Цель изобретения - повышение степени разделения и стабильности про- це.сса и снижение продолжительности разделения ионов.

Разделение ионов осуществляют путем ионного обмена на колоннах, заполненных макропористьгм сополимером 2,3-эпоксипропилметакрилата и этилен диметакрилата, химически модифицированных },3-пропансультоном

5 - 0

//

О О

или диметиламином и метилиодидом, причем смесь анализируемых собдииени пропускают в потоке элюента с последующим детектированием ионов.

Метод синтеза сорбента, используемого в предлагаемом способе, вклю- ,чает суспензионную радикальную сопо- лимеризацию 2,3-эпоксипропилметакрилата (2,3-ЭГЩА) и этиленддаетакри- лата (ЭДМА) в присутствии смеси цик- логексанола и додеканола (соотношение 91:9) с последующим введением функциональных групп в основном на поверхность сорбента. Исходный сополимер 2,3-ЭПМА (60 вес.%) и ЭДМА (40 вес.%) имеет удельную поверхность 66 м /г, общий объем 1,16 см / и диаметр пор около 100 им. Большой объем и диаметр пор сополимера и низ .кая емкость привитых функциональных групп (около О,i мг-экв/г) обеспечивает высокую скорость анализа, а химическая прививка функцио ральных групп к поверхности сополимера обеспечивает стабильность процесса разделения ионов (срок эксплуатации колонны без заметного ухудшения разрешающей способности 6 мес). Возмож- : ность синтеза мелкой фракции данных полимеров (10-20 мкм) повьппает эффективность колонны.

Для анализа катионов и анионов по предлагаемому способу использзпот макропористый сополимер 2,3-ЭПМА-ЭДМА соответственно с сульфопропиловой ил триметиламмониевой группами. Колонны

с сорбентами промьгвают 8 ч дистиллированной водой до электропроводности 10-20 мкСм. Затем катионит переводят в Н-форму с помощью О, н HNO (по S 100 мл), а анионит - в ОН-форму с помощью 0,5 н. КОН (00 мл) и промывают дистиллированной водой до электропроводности 10 мкСм. Изучение разделения ионов на ионитах прово- дят на ионном хроматографе Цвет- 3006 с кондуктометрическим детектором.

Пример . Процесс разделения катионов проводят с использова- 5 нием макропористого сополимера 2,3- -ЭПМА-ЭДМА с сульфопропиловьтми группами .(концентрация групп О,, 28 мг-экв/г) общ€;й формулы

20

СНз l-CHj-CH-C-O-CHj-CH-CHj-O-CHjCH CHj-SO H

о он

в хроматографическую колонну длиной 20 см и д 1аметром 0,6 см загружают 2 г катионита (размер фракции 17- 20 мкм). Через колонну пропускают в качестве элюента 0,003 н. HNO со скоростью 2 см /мин. В элюент вводят дозу 40 мкп, содержащую катионы и К с концентрацией 25 и 30 мг/л соответственно. Разделение катионов осуществляют на хроматографе Цвет- 3006.

Осуществляется полное разделение

катионов, время разделения 12 мин.

Пример 2. Процесс разделения катионов проводят аналогично примеру 1, но через колонну пропускают элюент со скоростью 3 см /мин. Хро- матографическая колонна работает по разделению катионов в течение 48 ч . Хроматограмма, полученная после 48- часоной работы катионита, практически не отличается от хроматограммы на

исходном катионите.

В табл.1 приведены относительные средние квадратичные отклонения ) для времен удерживания, высот и площадей пиков через 48 ч работы

колонны.

Как видно из табл.1, стабильность процесса разделения высокая.

В табл.2 на примере разделения катионов Na и К приведено сравне- ние по степени разделения, выраженной через разрешающую способность, и стабильности известного способа с использованием катионоо.бменника ф.В1оnex и предпагаемого способа на основе J-60-SP. Разрешающая способность рассчитана по формуле

(О

fJl .

fUi + fU,

где t и t, - времена удержания;

ширина пиков К и Na соответственно (ширин пиков на середине высоты) .

Пример 3. Процесс разделения анионов проводят с использовани макропористого сополимера 2,3-ЭПМА- ЭДМЛ с триметилам -1ониевыми группами (концентрация групп 0,15 мг-экв/г) общей формулы

СНл I

СН -СИ-С-0-С«г- И-СН -Н(

|{

ОН

к О

В хроматографическуго колонну длиной 10 см и диаметром 0,4 см загружают г анион1/та (размер фракции 17-20 мкм). Через колонну пропускают в качестве элюента смесь 0,0024 М . и 0,003 М КаНСО со скоростью 2 см /мин. В элюент вводят дозу 30 мкл, содержащую анионы F, С1 , 50, Вг с концентрацией 10; 10; 50;

м

10

5

20

с концентрацией 10; 10; 50; 15; 50; 25 мг/л соответственно.

Осуществляется полное разделение анионов, время разделения 15 мин.

В табл.3 на примере разделения анионов F и Cl приведено сравнение со степени разделения, вьфаженной через разрешающую способность и стабильности известного способа с использованием аяионообменника ф. Dio- nex и предлагаемого способа на основе J-60-TMAC.Разрешающая способность рассчитана по формуле (1) .

В табл.4 приведено сравнение эффективности колонн, количества разделяемых пиков и времени разделения. известного способа с использованием анионообменника ф. DioneX и предлагаемого способа с использованием J-60-TMA. Эффективность п (число теоретических тарелок) рассчитана по формуле

N 5,54 (--..--),

где с, - время удерживания иона Р0 , jw - ширина пика на середине вь1соты.

Т а б л и ц а 1

30

Известный 1,0 0,9 0,8

Предлагаемый 1 ,25 1,15 1,0

Редактор Л.Пчелинская

Составитель С.Староверов

Техред В.Кадар Корректор М.Шароши

Заказ 3220/7Тираж 663Подписное

ВНИППИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие ,, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

350

400

25 15