Сорбент для газовой хроматографии Советский патент 1980 года по МПК G01N31/08 B01D15/08 

(54) СОРБЕНТ ДЛЯ ГАЗОВОЙ ХРСЖАТОГРАФИИ

1

Изобретение относится к анализу с помощью газовой хроматографии и к разработке новых полимерных сорбентов.

Известны различные полярные порис-5 тые ролимерные сорбенты для газовой хроматографии l . Это, в частности, сорбенты, содержащие полярные функциональные группы. Примером таких полимерных сорбентов служат сорбенты О на основе 2,5-метилвинилпиридина, полимидов, хромосорб-104, порапак Т 2.

Удерживание молекул разных классов на таких сорбентах зависит от характера межмолекулярных взаимодейст- 15 ВИЙ сорбата и сорбента. Эти полимерные сорбенгы предназначены для разделения полярных и неполярных молекул, сорбатов с близкими молекулярными массами. Однако эти полярные поли-20 мерные сорбенты не позволяют регулировать последовательность выхода компонентов исследуемой смеси в зависимости от температуры колонки, что особенно важно для анализа примесей. 25

Целью изобретения является разработка нового пористого специфического полимерного сорбента для газовой хроматографии с регулируемой величиной хроматографической полярности в 30

зависимости от температуры колонки. Это позволяет изменять порядок элюи-; рования компонентов.

Цель изобретения достигается применением пористого сополимера N-винил (3) 5 метилпиразола и этиленгликольдиметакрилата в качестве сорбента для газовой хроматографии.

Этот полимер впервые предлагается применять в газовой хроматографии. Сополимер N-винил (3) 5 метилпираэола и этиленгликольдиметакрилата, получаемый в присутствии изооктана, применялся в качестве ионообменника для извлечения элементов платиновой группы, золота и серебра из кислых и нейтральных растворов.

Предлагаемый сорбент на основе N-винил(З) 5 метилпиразола и этиленгликольдиметакрилата является высокополярным и способен изменять величину полярности в зависимости от температуры колонки. Это связано с тем, что предлагаемый полимерный сорОеит при охлаждении изменяет свое физическое состояние, т.е. проходит стадию стеклования в интервале температур от 75с до 140с. В этом интервале температур изменяется соотношение между энергией теплового движения

звеньев полимерного сорбента и энер-i гией межмолекулярного взаимодействия звеньев, а также увеличивается жесткость полимерного сорбента. По мере увеличения жесткости сорбента сорбционная способность его к неполярным сорбатам уменьшается, что продемонстрировано на фиг. 1.

На фиг. 1 показана зависимость логрифма исправленного объэма удерживани от величины обратной температуры колонки для сорбатов : 1-пентан, 2-гексан 3-гептан, 4-октан, 5-этанол, б-метилэтилкетон, 7-бензол, 8-нитрометан, 9-пиридин. Нелинейность зависимости для неполярных сорбатов с небольшим размером молекул связана с изменением величины полярности предлагаемого сорбента. На фиг. 2 показана зависимость изменения -суммы индексов удерживания соединений ряда Роршнайдера, определяющей величину полярности, от температуры колонки для предлагаемого сорбента (1), для наиболее полярного полимерного сорбента, выпускаемого за рубежом - хромос6рба-104 (2) и для отечественного полисорба 1.

Изменение полярности приводит к резкому изменению селективности полимерного сорбента, что влечет за собой изменение порядка элюирования полярных и неполярных сорбатов. Как видно из фиг. 3, 4, 5, изменение температуры колонки позволяет селективно отделить нормальные парафины от других классов соединений, изменить порядок выхода ароматических соединений (что видно на примере бензола) и в целом улучшить разделение сорбатов. На фиг. 3 показана хроматограмма смеси соединений: 1-пентан, 2-метилэтилкетон, 3-этанол, 4-декан и бензол, 5-нитрометан, 6-пиридин, полученная при температуре колонки на фиг. 4 показаны: 1-пентан, 2-декан, 3-этанол,

Как видно из таблицы, индексы удерживания соединений ряда Роршнайдера на предлагаемом сорбенте существенно Bfcfiue, чем на сорбентах-аналогах и изменяются в зависимости от температуры колонки. Как было нами

4-бензол 5-нитрометан, 6-пиридин при на фиг. 5 изображены: 1-пентан, 2-декан, 3-бензол, 4-этанол, 5-нитрометан при 70с. Все хромато.граммы получены на колонке длиной 1 м и внутренним диаметром 3 мм при расходе газа-носителя - гелияЗО мл/мин. Изменение порядка выхода сорбатов видно на примере бензола, который при 70°С элюирует раньше остальных соединений ряда Роршнайдера,при позже этанола, а при позже этанола и примерно в одно время с деканом. Этот пример также иллюстрирует изменение величины полярности предлагаемого сорбента в зависимости от температуры колонки. Как видно из фиг. 2,сумма индексов удерживания соединений ряда Роршнайдера на новом полимерном сорбенте при изменении температуры колонки от до 140 С изменяется от 6750 до 5250 единиц. Это составляет 23,2% от суммы индексов удерживания при , в то время как на полисорбе 1 эта же сумма в том же температурном интервале изменяется всего лишь на 8,5%. На хромо ,сорбе--104 изменение полярности также весьма незначительно.

в качестве аналогов для предлагаемого сорбента были выбраны наиболее полярные пористые полимерные сорбенты-, выпускаемые за рубежом,. порапак т, хромосорб-104 и неполярный отечественный полимерный сорбент полисорб 1. Все эти полимерные сорбенты уступают по величине индексов удерживания, определяющих хроматографическую поляр.ность, предлагаемому сорбенту. Данные по индексам удерживания на сорбентах-аналогах -и предлагаемом сорбенте представлены в таблице. Данные по индексам удерживания соединений на сорбентах-аналогах взяты из работы l .

проверено, на сорбентах-аналогах нет такого значительного изменения полярности в зависимости от температуры колонки. Эти два фактора отличают предлагаемый сорбент от сорбентованалогов. На фиг. 1 и фиг. 6 представлена зависимость логарифма исправленного объема удерживания от обратной величины температуры колонки для: 1-пентана, 2-гексана, 3-гептана, 4-октана, 5-этанола, 6-метилэтилкетона, 7-бензола, 8-нитрометана, 9-пиридина для предлагаемого сор бента и полисорба 1. Из этих зависи.мостей видно, что предлагаемый сорбент изменяет свою селективность по отношению к парафинам и ароматическим углеводородам, что не наблюдается на полисорбе 1, и позволяет регулировать последовательность элюирова ния сорбатов. Использование известного пористого сополимера N-винил(3)Зметилпиразо ла и этиленгликольдиметакрилата, полученного в присуствии изооктана, в качестве сорбента для газовой хроматографии, имеет ряд преимуществ, т.к. позволяет регулировать величину хроматографической полярности в зависимости от температуры колонки в широких пределах, а именно, на 23,3% Это свойство предлагаемого сорбента может применяться для изменения селективности к гомологическим рядгцц нормальных парафинов и ароматических углеводородов, а также в целом для изменения времени и последовательности элюирования сорбатов. Этот предлагаемый сорбент может применяться в химических лабораториях для разделения и анализа смесей полярных и неполярных соединений, смесей парафинов и ароматических углеводородов с другими соединениями. Формула изобретения Применение пористого сополимера N-винил(3)Зметилпиразола и этиленгликольдиметакрилата в качестве сорбента для газовой хроматографии. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Dave S.B. 3nd. Eng. Chem.Prod and DEV, 14, 85, 1975. 2.Сакодынский К.И. и Панина Л.И. , Полимерные сорбенты для молекулярной. М., Наука 1977 (прохроматографии, тотип).

W

0,5

УГ.,СiJ Z и 2.6 П

W Фиг. 1

6500

6000

SSOO

та

тоsoXотW1Wf ifO ТС

Фиг. 2

56719 t.HHH fut. 3

0 f г 3 I г 67 f 5 W H и /I W W i,HV

Фиг4