Химия привитых поверхностных соединений - Лисичкин Г.В.
ISBN 5-9221-0342-3
Скачать (прямая ссылка):
Из полной изотермы сорбции бензола на XMK-Ci6/Cj определена максимальная емкость сорбента, составляющая 1,06 мл бензола на 1 г сорбента, что соответствует удельному объему пор исходного Силохрома С-80. Это, по-видимому, означает, что после сорбционного заполнения привитого органического слоя начинается заполнение объема пор сорбента сорбированными органическими соединениями.
На основании изложенного можно сделать вывод, что для концентрирования органических соединений из воды следует применять кремнеземы, химически модифицированные алкилсиланами с возможно большей длиной углеводородной цепи, но без дополнительной силанизации. Необратимой сорбции в этом случае не происходит из-за того, что наиболее активные центры носителя взаимодействуют в процессе модифицирования с прививаемыми молекулами, а остающиеся силанольные группы не обладают достаточной энергией для необратимого связывания сорбируемых молекул [19].
Плавучесть кремнеземов, модифицированных алкильными радикалами, позволяет производить дифференцированный отбор проб с поверхности воды: высокодисперсные частицы не погружаются в воду, поэтому результаты анализа не искажаются сорбцией примесей из подповерхностных слоев. Использование этого свойства ХМК-С16 или другого сорбента с гидрофобной поверхностью позволило применить специальный пробоотборник [20] для отбора пленки нефтепродуктов с поверхности 100 см2 за время, не превышающее двух минут. Отбор проб нефтепродуктов проводили сразу после образования пленки дизельного топлива на поверхности воды и после 3,5 ч пребывания этой пленки на воде. Исследование показало, что сначала углеводородный состав нефтяной пленки идентичен составу исходного нефтепродукта, но по мере пребывания пленки на поверхности соотношения некоторых компонентов в ней изменились [21].
Методология отбора проб для определения следов органических веществ в воде прогрессирует медленно, поэтому такие проблемы, как пробоотбор, представительность, транспортировка и хранение проб остаются во многом актуальными. В этом отношении весьма удобны концентрирующие патроны или колонки с сорбентами. Патроны, заполненные частицами ХМК (30-60 мкм) или пористых полимерных сорбентов, выпускают многие фирмы. Количество сорбента в них может составлять от 35 мг до нескольких граммов [22].
384
Применение поверхностно-модифицированных материалов
Если интересующее вещество необходимо сконцентрировать избирательно (мешающие вещества должны пройти через патрон), то сорбент нужно кондиционировать (активировать) растворителем. Для алкильных ХМК удобен метанол. Эта операция обязательна, иначе свойства сорбента могут оказаться невоспроизводимыми. Затем через патрон пропускают чистую воду, а потом пробу, сохраняя скорость потока постоянной. Скорость пропускания определяется кинетическими характеристиками сорбентов [23|. При использовании ХМК объемные скорости могут достигать 100-200 мл/(мин-см2). Вследствие несмачиваемости водой кремнеземов с привитыми алкильными группами, для достижения высоких скоростей потока полезно использовать принудительное прокачивание. В дальнейшем желательно, а иногда обязательно промыть сорбент растворителем, хорошо растворяющим и элюирующим мешающие вещества, но плохо растворяющим анализируемые. Окончательно определяемые соединения количественно элюируют сильным растворителем в минимальном объеме, растворитель отгоняют или используют для анализа сам элюат. Сорбционная емкость стандартного патрона по большинству органических и неорганических веществ составляет величину примерно 5-20 мг на 1 см3 сорбента. Этого обычно вполне достаточно для определения микропримесей.
Вопрос выбора сорбентов весьма важен с точки зрения отбора представительной пробы [24-26]. Уже в 1972 г. В. Ауэ и др. [27] использовали кремнезем с привитыми октадецильными группами для количественного определения хлорорганических соединений (содержание 10-1О%) в водных средах. Сорбированные соединения экстрагировали малым количеством пентана, а экстракт анализировали газохроматографически с применением детектора с электронным захватом.
Для определения следовых количеств пептидов и алкалоидов в водных растворах использовали концентрирование с помощью ХМК, содержащих октальные и октадецильные группы, с последующим определением методом обращенно-фазовой ВЭЖХ. Погрешность определения при этом была менее 4% [28]. Сорбент с привитыми гексадецильными группами использован для определения фоновых концентраций углеводородов в морской воде [29]. Концентрирование в этом случае осуществляли с помощью установки, включающей погружной насос, соединенный с патроном, заполненным сорбентом. Применение такого прибора обеспечивало постоянную скорость прокачки, не зависящую от глубины погружения, причем концентрирование происходило в месте отбора пробы, т. е. необходимость подъема воды на борт судна отпадала. Дополнительное концентрирование проводили путем упаривания экстракта (экстрагентами служили малые количества гексана или пентана). Сорбированные углеводороды анализировали газохроматографически с помощью пламенно-ионизационного детектора. Обнаружено, что фоновые суммарные концентрации углеводородов в северной части Тихого океана в местах, удаленных от морских путей, составляют 10 мкг/л (10~6%); при этом удается идентифицировать многие индивидуальные соединения, среди которых присутствуют характерные пары пристан — гептадекан и фитан — октадекан. Полученные результаты хорошо согласуются с данными других методов анализа [30].
