Способ хроматографического разделения переходных металлов Советский патент 1993 года по МПК G01N30/48 

со

С

Использование: аналитическая химия, а именно хроматографическое разделение комплексов металлов методом жидкостной ион-парной хроматографии при анализе переходных металлов в объектах окружающей среды. Сущность изобретения: пропускают комплекс переходных металлов с пиридила- зорезорцином в растворе элюента через сорбент, содержащий гидрофобные алкильные группы с последующим спектрофото- метрическим детектированием, в качестве сорбента используют макропористый сополимер глицедилметакрилата - этилдиметак- рилата, химически модифицированный бензо и лхл оридом С6Й5СН2С, причем процент прививки бензо- илхлорида составит не менее 80%. 4 табл.

Изобретение относится к способам хро- матбграфического разделения комплексов металлов методом жидкостной ион-парной хроматографии (ИПХ) и может быть использовано для анализа переходных металлов в объектах окружающей среды (сточных, питьевых и природных водах).

Целью изобретения является повышение степени разделения и стабильности способа.

Поставленная цель достигается тем, что в спрсобе хроматографического разделения переходных металлов, включающем пропускание их комплексов с пиридилазорезор- цинрм в растворе элюента через сорбент, содержащий гидрофобные алкильные группы с последующим спектрофотометриче- ским детектированием, в качестве сорбента используют макропористый сополимер гли- цедилметакрилата - этилендиметакрилата, химически модифицированный бензоилхлоридом Се, НвСНгС, причем процент прививки бензоилхлорида составит не менее 80%.

Метод синтеза сорбента, используемый в предлагаемом способе, включает смешивание 5 г сухого макропористого глицедил- метакрилата - этилендиметакрилата сополимера (40% сшивки, площадь поверхности 60 м2/г, радиус пор 50 нм, фракции зерна 13-16 мкм) с 30 мл сухого пиридина, осушенного в течение 2 недель NaOH и затем перегнанного. В смесь медленно добавляют при перемешивании модификатор бензоилхлорид в количестве 1, 5 или 10 мл. Возможность синтеза мелкой и узкой фракции полимеров (15± 2) мкм повышает эффективность колонки.

Подготовка пробы проводится смещением растворов солей Си, Со Ni, Fe (no 1 10 М) с раствором пиридилазорезорци- на (1 10 М). После смешивания растворы стоят 10-мин. В хроматограф вводят 50 мкл пробы. Разделение катионов металлов про00

о

CJ 00

ел ю

водится на жидкостном хроматографе Цвет-3003 со спектрофотометрическим детектором (длина волны 510 нм).

Для анализа переходных металлов по предлагаемому способу используют макропористый сополимер глицедилметакрилата- этилендиметакрилата, химически модифицированном бензоилхлоридом (CeHsCHaCI).

В табл.1 приведены физико-химические характеристики адсорбента при модификации разным количеством бензоилхлоридом.

П р и м е р 1. Колонку из нержавеющей стали длиной 100 мм и внутренним диаметром 6 мм заполняют под давлением 240 атм 2 г сорбентом G-60-BZ № 1. Через колонку со скоростью 1,5 см3/мин пропускают элю- ент 20% ацетона (ч) + 0,04 моль/л углекислого натрия (чда) + 0,004 моль/л тетрабутиламмония гидроксида (ч), рН 12,5. После пропускания смеси и установления равновесия, делают посадку смеси катионов переходных металлов. Анализ проходит за 5 мин, по разделению смеси неполное Си и Со, а также Fe и Ni выходят одним пиком, (см. чертеж, кол.1).

П р и м е р 2. Колонку из нержавеющей стали 100x6 мм заполняют под давлением 2 г сорбента G-60-BZ № 2. Через колонку со скоростью 1,5 см3/мин пропускает элюент 20% ацетон + 0,04 моль/л углекислого натрия (чда) + 0,04 моль/л тетрабутиламмоний гидроксида (ч), рН 12,5. Делают посадку смеси металлов. Смесь делится полностью за 15 мин (см. чертеж, кол.2).

П р и м е р 3. Колонку из нержавеющей стали 100x0,6 мм заполняют под давлением сорбентом G-60-BZ № 3. Через колонку со скоростью 1,5 см3/мин пропускают элюент 20% ацетона + 0,04 моль/л углекислого натрия + 0,004 моль/л тетрабутиламмония гидроксида. После выхода на режим на шк 20 делают анализ смеси металлов. Смесь делится за 16 мин, деление полное (см. чертеж, кол.З).

Для сравнения те же катионы анализировали с помощью колонки (10x0,6) с сила- сорбом С18 (7,5 мкм) и с тем же элюентом (табл.2). Сравнение выражено через хрома- тографические параметры коэффициентов емкости (К1), коэффициентов селективности (а) и разрешающую способность (R$): t-to

К1

to

где t и to - время удерживания измеряемого и несорбируемого компонента;

|Л

, где Ki и Ка - коэффициенты ем- KI

кости компонентов 1 и 2; г, t2 - ti

Rs

, где Mi и М2 - ширина

Mi +М2 соседних пиков на сереДине высоты.

Из табл.2 следует, что предлагаемый способ обеспечивает большие коэффициенты емкости (К ) и селективности ( о:), чем известный способ для пар катионов Fe-Ni, Ni-Co, Co-Cu. Это в целом обеспечивает лучшее разделение (Rs) для Fe-Ni, Ni-Co, и несколько хуже для пары Co-Cu, но значение Rs 2,4 вполне достаточно для полного разделения этих пиков, при этом уменьшается время анализа.

Способ испытывался в течение 96 часов, а затем колонка повторно испытывалась через 6 месяцев. Хроматограмма, полученная после 96 часов работы и через 6 месяцев практически не отличается от хроматограм- мы на свеженабитой колонке. В табл.3 приведено сравнение стабильности

разделения, выраженное через разрешающую способность, известного способа с ис- пользованием силасорба С18 и предлагаемого способа с использованием G-60-BZ (№ 3).

Из табл.3 следует, что по предлагаемому способу разделение осуществляется стабильно в течение длительного времени.

Для определения влияния степени прививки на разделение проводили разделение

катионов переходных металлов на колонках с различными количествами функциональных групп, привитых на поверхности.

Как видно из табл.4 оптимальной является 80-90% прививки, что соответствует

концентрации функциональных групп 1,38- 1,5 ммоль/г, при этом время анализа устанавливается до 15 мин с максимальным количеством разделенных металлов. Формула изобретения

Способ хроматографического разделения переходных металлов, включающий пропускание их комплексов с пиридилазо- резорцином в растворе элюента через сорбент, содержащий гидрофобные алкильные

группы и спектрофотометрическим детектированием. тличающийся тем, что, с целью повышения степени разделения и стабильности способа, в качестве сорбента используют макропористый сополимер глицедилметакрилата-этилендиметакрилата, химически модифицированный бензоилхлоридом с процентом прививки не менее 80%.

Таблица 1

Таблица 2

Таблица 3

Таблица 4