Сорбент для газохроматографического разделения и анализа водных сред Советский патент 1981 года по МПК G01N31/08 

Изобретение относится к хроматографии и может быть использовано для онределения органических примесей в воде, а точнее для конт роля состава сточных вод водоотведений про изводств формалина, .фенолформальдегадных эпоксидных смол. Известны сорбенты воды, применяемые в хроматографии, которые могут поглощать , такие как силикагель и молекулярные сита. Однако первый из названных может поглощать полярные соединения и соединения с гидрокшл ной группой, которыми являются, в частности, формальдегиды, метанол и фенол. Молекулярные сита также могут поглощать полярные и поляризуемые вещества. Активация молекулярных сит (удаление гидратациониой воды) осуществляется в течение нескольких часов при 350-450С 1. . Однако перечйсле нные особенности затрудняют применение этих сорбентов при количествен ном хроматографическом анализе водных patTворов с органическими веществами, а так5ке водных стоков производств нефтехимического синтеза, несущих в своих водах полярнью загрязнители. Известен клиноптилолит Ай-Дагского месторождения Азербайджанской ССР. Этот клиноптилотит, идеализированный состав которого ((Ма2К2Са)з AeSiwO 24HiО, обладает, в отличие от других природных цеолитов, высокой термостойкостью, стойкостью к агрессивным средам, достаточной механической прочностью. Перечисленные свойства определяют способность клиноптилояита к многократной регенерации. Возможность получения дроблением зерен клиноптилолита больщой механической прочности исключает необходимость их-гранулирования 2. Описаны различные области, в которых уопещно используются цеолиты-клиноптнлолиты: применение цеолитов при осушке газовых систем; отводы для селективного поглощения некоторых цветных металлов; для очистки вод от аммиака и метанола. Известны цеолиты, применение которых njMi осущке газовых систем имеет ряд преимуществ перед другими адсорбентами, такими как силикагель или молекулярные сита. Во-первых, юганоптилолит способен поглощать воду в гораздо больших количествах; во-вторых, по мере повышения температуры его адсорбционная способность по отношению к воде уменьшается не так резко, как у силикагеля или молекулярных сит; в-третьих, они создают низкое гидравлическое сопротивление адсорбента при движении газового потока через слой цеолита; в четвертых, цеолиты обладают резко выраженной селективностью к определенным соединениям 3.

Однако в литературе отсутствуют сведения О применении клиноптилолита при хроматографическом анализе водных сред. Предлагается применение клиноптилолита в качестве поглотител воды перед хроматографическим разделением

и анализом водных сред, содержащих примеси органических веществ. «

Для этого используют клиноптилолит Ай-Дагского месторождения, работающий седективно в интервале температур 60-70° С и легко регенерирующийся в процессе анализа методом обратной продувки. При 60-70° С клиноптилолит селективно поглощает только пары воды, а все остальные примеси проходят, не задерживаясь; в хроматографическую колонку.

Пример. Клиноптилолит Ай-Дагского месторождения Азербайджанской ССР размельчают в ступке, отсеивают фракцию 0,3-0,5 мм, прокаливают при 300-400° С 3 ч, остужают в эксикаторе и заполняют им форколонку длиной 20 см и внутренним диаметром 3 мм. Форколонку размещают в термостате хроматографа ЛХМ-72 между узлом ввода пробы и аналитической разделительной колонкой. Аналитическую колонку длиной 2 м и внутренним диаметром 3 мм заполняют динохромом-1 фракции 0,30,35 мм, пропитанным 10%-ым (вес) полидизтиленгликольсульсукцината. Задают начальные условия анализа: температура термостата колонок 60°С; температура термостата детектора 190°С, температура узла ввода пробы 250°С; ток детектора 140 гпА; скорость газоносителя гелия 50 . Пробу стошой воды производства фенолформальдегидных смол 0,2 мл подают в узел ввода проб хрюматографа. Спустя одну минуту примеси формальдегида, метанола и фенола проходят форколонку и попадают в основную аналитическую колонку. В этот момент включают программирующий блок и температура со скоростью 10° С/мин поднимается до 190°С. Одновременно с включением программирования температуры проводят обратную продувку форколонки для регенерации клиноптилолита от сорбированных паров воды. Достигнув температуры 190° С, анализ продолжают в изотермическом режиме 10 мин. Анализируемые примеси элюйруют из хроматографической разделительной колонки со следующими временами выхода; метанол - 2,1 мин; формальдегид 7,35 мин; фенол - 21,9 мин.

После завершения анализа, методом абсолютной калибровки, рассчитывают количественное содержание примесей, которое составляет в данном конкретном случае: метанола

формальдегида фенола 3,.

Пример 2. Пробу воды, содержащую 0,003 г/л толуола и 0,005 г/л зпихлоргидрина, которые являются основными загрязнителями производства эпоксидных смол, подают в узел

ввода пробы при условиях, описа1шых в первом примере. Спустя одну минуту толуол и эпихлоргидрин проходят форколонки с клиноптилолитом, .а вода задерживается в ней, сорбируясь клиноптилолитом. После выхода пика толуола (время его удерживания 1,8 мин) вклю- чается блок температурного программирования и температура со скоростью 10° С/мин поднимается до 190 С. В это же время форколонка переключается на обратную продувку. Время

удерживания эпихлоргидрина 3,6 мин. Количественное определение этих загрязнителей проводится также методом абсолютной калибровки прибора.

Количественная интерпретация пиков, полученных в результате хроматографирования данной смеси, подтверждает свободное прохождеime толуола и эпихлоргидрина через форколонку, заполнет1ую клиноптилолитом в подобранном режиме температур. Применение природного клиноптилолита при хроматографическом определении органических примесей в воде способствует селективному поглощению воды и

устранению помех последней при анализе водных сред. Это, в свою очередь, приводит к повышению чувствительности метода определения примесей до (вес) без предварительного концентрирования.

Ввиду того, что потребность в фенолформальдегидных и эпоксидньдх смолах, в формалине постоянно растет и число производств, выпускающих эти продукты, увеличивается, предложенное изобретение, направленное на контроль стоКОВ этих объектов, служит охране окружающей среды от загрязнений.

Формула изобретения

Примене ше клиноптилолита в качестве сорбента для газохрОматографического разделения и анализа водных сред, содержащих примеси органических веществ.

Источники информации, принятые во внима1ше при экспертизе 1. Лурье А . А. Сорбенты и хроматографические носители. М., Химия, 1977, с. 207. 273.

58731196

2. Клиноптилолиты. Труды симпозиума по во-3. Цицишвили Р. В., Авдроникашвили Т. Г.

просам исследования и применения клиноптилоли Природные цеолиты и возможности их испольта, Тбилиси, 2-4 ноября 1974, Тбилиси, Мед-зования в народном хозяйстве. Обзор Тбилиси,

нисраба, 1977,1978 (прототип).