Способ получения сорбента для газожидкостной хроматографии Советский патент 1992 года по МПК G01N30/48 

Изобретение относится к газовой хроматографии, а именно к способам получения сорбентов для газожидкостной хроматографии (ГЖХ) и может быть использовано для получения сорбентов со сшитой, неподвижной жидкой фазой (НЖФ).

Известны способы получения сорбентов для ГЖХ, в которых неподвижную жидкую фазу наносят на твердый носитель из ее раствора в подходящем растворителе и удаляют растворитель путем его испарения. С этими сорбентами насадочные колонки диаметром до 2-3 мм характеризуются максимальной эффективностью 0,8-0,9 мм.

Недостатки таких сорбентов - не очень высокая эффективность, нестабильность свойств во времени и недостаточная максимальная рабочая температура

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ, в котором НЖФ наносят на твердый носитель из раствора, удаляют растворитель, проводят сшивку НЖФ во всем объеме зерна носителя (обычно радиационным или

пероксидным методами), а затем несшив- шуюся часть жидкой фазы удаляют подходящим растворителем в аппарате Сокслета и сорбент высушивают.

Полученный сорбент характеризуется повышенной максимальной рабочей температурой и стабильностью свойств во времени. Однако эффективность колонок с известным сорбентом со сшитой НЖФ остается на уровне 0,8-0,9 мм, что является одним из главных его недстатков.

Цель изобретения - повышение хрома- тографической эффективности сорбента.

Указанная цель достигается тем, что сшивку НЖФ проводят под воздействием высокочастотной неравновесной плазмы низкого давления только в поверхностном слое зерна носителя, а не во всем объеме, а затем оставшуюся несшитой НЖФ (в основном из внутреннего объема пор зерна сорбента) вымывают подходящим растворителем, например, в аппарате Сокслета в течение 24-30 ч. Предлагаемый способ приводит к получению поверхностсо С

-ч

к

Ю СП

но-слойного сорбента, характеризующегося существенно более высокой эффективностью (0,5-0,6 мм), чем известные сорбенты, в которых НЖФ распределена по всему объему зерна твердого носителя,

На чертеже изображен стеклянный сосуд, в котором проводят поверхностную сшивку НЖФ.

При пересыпании твердого носителя с нанесенной НЖФ из верхней емкости сосуда в нижнюю в условиях существования в средней части сосуда высокочастотный неравновесной плазмы низкого давления в инертном газе проводят поверхностную сшивку НЖФ, Плазму в сосуде создают аппаратом УВЧ-66 для УВЧ-терапии, работающем на частоте 40,68 МГц. Геометрические размеры сосуда варьируют. Концевые емкости сосуда служат для помещения в них сор- бента и их объем определяется потребностью в сорбенте. В средней части сосуда создается плазма. Частицы сорбента, вылетающие из верхней емкости сосуда через диафрагму при движении сверху вниз, не соприкасаются одна с другой и вся их наружная поверхность доступна воздействию плазмы. Поэтому длина средней части сосуда определяет время воздествия плазмы на сорбент. Выбор условий обработки сорбента плазмой зависит от характеристик работы генератора, природы и количества НЖФ и подбираются условия экспериментально в каждом конкретном случае, исходя из того, чтобы высота, эквивалентная теоретической тарелке (ВЭТТ) полученного сорбента, была не выше 0,6 мм. Мощность генератора определяет скорость процесса сшивки. Ее выбирают таким образом, чтобы температура сорбента в плазме не превышала температуру пиролиза НЖФ, которая зависит от природы фазы. С использованными НЖФ пиролиз не протекает при удельной мощности генератора не выше 0,5 Вт/см при работе в гелии и не выше 0,3 Вт/см3 при работе в аргоне.

Общая методика получения сорбента для ГЖХ состоит в следующем. На диатоми- товый твердый носитель в фарфоровой чашке наносят НЖФ из ее раствора. Сорбент сушат на воздухе. Затем часть сорбента набивают в колонку 2x3 мм и определяют его эффективность и коэффициент емкости по н-декану при 100°С. Остальную часть сорбента помещают в концевую емкость сосуда для сшивки. Сосуд откачивают форвакуум- ным насосом, заполняют инертным газом и снова откачивают до остаточного давления 13-30 Па (0,1-0,2 мм рт.ст.), Среднюю часть сосуда помещают между электродами У.ВЧ- 66, создают плазму и пересыпают сорбент

из верхней части через диаграмму в среднюю и нижнюю. Для большей надежности процесс обработки сорбента плазмой повторяют несколько раз. Затем сорбент высыпают из сосуда для сшивки, помещают в аппарат Сокслета и экстрагируют оставшуюся несшитой НЖФ подходящим растворителем. Высушенный сорбент загружают в колонку 2 х 3 мм и определяют его эффек0 тивность и коэффициент емкости в тех же условиях, что и для исходного сорбента. Из данных по коэффициентам емкости исходного и отмытого после сшивки сорбента определяют остаточное содержание НЖФ на

5 приготовленном сорбенте.

Пример 1. К 12,6 г (30 мл) инертона AW фракции 0,1-0,125 мм в фарфоровой чашке приливают 35 мл толуола, содержащего 0,63 г диметилполисилоксана SE-30

0 (5%диметилполисилоксана SE-30 (5% от массы твердого носителя) и при комнатной температуре и периодическом перемешивании испаряют растворитель. Высушенным сорбентом в количестве около 6 г (примерно

5 15 мл) набивают колонку 2 м х 3 мм и определяют эффективность и коэффициент емкости по н-декану при 100°С. Оставшуюся часть сорбента помещают в концевую емкость для сшивки с Длиной средней части

0 15 см. Сосуд откачивают форвакуумным насосом до остаточного давления 0,7 Па (5х мм рт.ст.), заполняют гелием и снова откачивают до остаточного давления 26 Па (0,2 мм рт.ст.). Среднюю часть сосуда поме5 щают между электродами УВЧ-66, создают плазм при - удельной мощности около 0,45 Вт/см3 и пересыпают сорбент из верхней емкости сосуда для сшивки в нижнюю при вертикальном положении сосуда. Затем

0 процесс обработки плазмой повторяют 20 раз.

После этого сорбент в патроне из фильтровальной бумаги помещают в аппарат Сокслета и экстрагируют оставшуюся

5 несшитой часть НЖФ толуолом в течение 30 ч. Высушенный сорбент набивают в колонку 2 м х 3 мм и определяют его эффективность и коэффициент емкости в тех же условиях, что и для исходного сорбента. Из

0 данных по изменению коэффициента емкости следует, что приготовленный сорбент содержит 1,9% SE-30.

С таким же содержанием НЖФ приготавливают сорбент по известному способу.

5 Наносят 0,12 rSE-ЗОна 6,3 г твердого носителя (инертон AW, фракция 0,1-0,125 мм) и 0,0036 г пероксида бензоила (3% от массы носителя) из общего раствора в толуоле при комнатной температуре и периодическом перемешивании. Полученный сорбент содержит 1,9% SE-30, Этот сорбент засыпают в стеклянную трубку, которую нагревают при пропускании гелия (расход 5 мл/мин)от комнатной температуры до 200°С со скоростью 3 град/мин. Полученный сорбент со сшитой НЖФ отмывают в аппарате Соксле- та. Коэффициент емкости известного сорбента по н-декану при 100°С в колонке 2 мх х 3 мм соответствует содержанию НЖФ в количестве 1,83%, т.е. сшивка проходит на 96%. Эффективность (ВЭТТ) сорбентов: исходного (5% SE-30) 0,85 мм, предлагаемого (1,9% SE-30)0,51 мм, сорбента, полученного по известному способу (1,83% SE-30) 0,87 мм.

Пример 2. На целит-545 фракции 0,18-0,20 мм наносят 25% диметилполиси- локсанового каучука СКТ (2,4 г НЖФ; 9,6 г твердого носителя) из раствора в толуоле и далее по методике, описанной в примере 1. Сорбент обрабатывают в сосуде для сшивки с длиной средней части 30 см в аргоне при давлении 20 Па (0,15 мм рт.ст) и удельной мощности 0,3 Вт/см3 Процесс пересыпания повторяют 10 раз. Получаемый сорбент содержит (по расчету) 9% СКТ Известный сорбент с 9% СКТ получают как описано в примере 1, сшивка проходит на 100%. Эффективность для сорбентов: исходного (25% СКТ) 0,75 мм, предлагаемого (9% СКТ) 0,47 мм, известного сорбента (9% СКТ) 0,85 мм.

Пример 3. На целит-545 фракции 0,25-0.3 мм наносят 25% метилтрифторпро- пильного каучука СКТФТ-50Х (9,6 г твердого носителя и 2,4 г НЖФ) из раствора в этила- цетате и далее действуют по методике, описанной в примере 1. Получают предлагаемый сорбент, содержащий (по расчету) 8% СКТФТ-50Х. По методике, описанной в примере 1, получают известный сорбент с 7.9% СКТФТ-50Х. При приготовлении известного сорбента, учитывая возможность сшивки не на 100%, на носитель наносят 0,87 г (9 %) СКТФТ-50Х и 0,026 г (3 % от веса НЖФ) пероксида бензоила. ВЭТТ для сорбентов: исходного (25% НЖФ) 0,85 мм, предлагаемого (8% НЖФ) 0,52 мм, известного (7,9% НЖФ) 0,87 мм.

Предлагаемый сорбент характеризуется повышенной эффективностью и меньшей зависимостью эффективности от скорости газа-носителя по сравнению с известным,

Формула изобретения Способ получения сорбента для газожидкостной хроматографии, включающий нанесение неподвижной жидкой фазы на носитель, ее сшивку и экстракцию несшив- шейся фазы, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности сорбента, сшивку осуществляют под воздействием высокочастотной плазмы низкого давления.

Изобретение относится к сорбентам для газожидкостной хроматографии и позволяет повысить хроматографическую эффективность. На диатомитовый носитель наносят неподвижную жидкую фазу из ее раствора. Сорбент сушат и подвергают в вакууме газа обработке низкотемпературной плазмой. Полученный сорбент экстрагируют от несшившейся неподвижной жидкой фазы. 1 ил.