Химия привитых поверхностных соединений - Лисичкин Г.В.
ISBN 5-9221-0342-3
Скачать (прямая ссылка):
Сорбенты для ГХ иногда готовят модифицированием кремнезема спиртами. Для получения сорбентов различной полярности используют спирты: Н(СН2СНгО)„ОН; NCCH2CH2OH; СНз(СНг)70Н и фенилизоцианат. Синтезированные таким образом сорбенты названы Дурапаками: карбовакс 400, оксипропионитрил- и н-октан-порасил С. Сорбент, модифицированный фенили-зоцианатными группами, пригоден для разделения углеводородов Ci—С3. Время анализа 2,5 мин при комнатной температуре.
Для выяснения влияния длины привитых групп на хроматографические свойства полученных сорбентов на поверхность кремнезема были привиты полиэтилен-гликоли различной молекулярной массы. Ацетон, бензол и пропилацетат слабее удерживаются на низкомолекулярных полиэтиленгликолях (200, 400 и 1000), чем на более высокомолекулярных (4000, 20000). Таким образом, чем меньше молекулярная масса привитого полиэтиленгликоля, тем менее полярен полученный ХМК в сравнении с ХМК, модифицированным более высокомолекулярными полиэтилен-гликолями. Если же наносить полиэтиленгликоли обычным методом из раствора, то наблюдается противоположный эффект ]64].
В Дурапаках, за исключением фенилизоцианатных ХМК, связь привитых групп с поверхностью кремнезема осуществляется через систему атомов «кремний—кислород—углерод». Эта связь гидролитически нестойка, поэтому в газе-носителе ‘содержание воды должно быть менее 5 • 10-4 %. Гораздо перспективней применение сорбента ХМК—(СНг)цОН, сочетающего высокую гидролитическую стабильность (за счет прививки через систему связей «кремний—кислород—кремний—углерод») с низкой специфичностью поверхности (за счет дополнительного связывания терминальных спиртовых групп модификатора с остаточными силанольными группами кремнезема). По сравнению с
392 Применение поверхностно-модифицированных материалов [ Гл. 8
сорбентами типа Дурапак ХМК—(СН2)цОН обладает большей селективностью, что позволяет проводить анализ легких углеводородов (Ci —С6) за 6 мин на колонке длиной 80 см.
Перечень наиболее употребимых ХМК, промышленно выпускаемых за рубежом, приведен в [65]. В нашей стране разработан сорбент с привитыми алкильными группами XMK-Ci6, не уступающий по хроматографическим характеристикам зарубежным аналогам [66].
В работе [67] обобщены литературные данные о применении ХМК в газовой хроматографии и установлено, что однородные образцы ХМК по хроматографическим характеристикам не уступают или превосходят самые распространенные неподвижные жидкие фазы для газовой хроматографии и могут быть успешно использованы в аналитической практике [68].
В [67] исследованы химия поверхности, адсорбционные и газохроматографические свойства полифторалкилкремнеземов с плотнейшим монослоем (близким к теоретически возможному), сформированным с помощью новых модификаторов — монофункциональных производных морфолина, синтез которых разработан А.Ю. Фадеевым и П. Г. Мингалевым [69].
Методом газовой хроматографии исследованы химические свойства поверхности и закономерности сорбции многих органических соединений и воды на кремнеземах с привитыми полифторалкильными группами линейного и разветвленного строения, а также изучено влияние длины цепи и структуры привитого слоя на сорбционные свойства бромпропил-, аминопропил- и алкилкремнеземов, кремнеземов с фенильным покрытием полимерного типа, N-, S-содержащих кремнеземов с привитыми производными гуанидиноалкантиолов. Особенно тщательно исследованы свойства кремнеземов с привитыми полифторалкильными группами [70-78], так как для решения многих актуальных задач современной науки, техники и технологии необходимы поверхности, обладающие гидрофобными и олеофобными свойствами. Так, адсорбенты с высоко гидрофобной поверхностью используются в сорбции и хроматографии белков; максимально лиофобные материалы чрезвычайно перспективны для создания ангиопротезов, демпфирующих и энергосберегающих устройств, покрытий с бактериостатическими, антиадгезионными и масловодоотталкивающими свойствами [79-82]. Известно, что наибольшей лиофобностыо обладают поверхности, построенные из перфторированных или полифторированных углеводородных матриц [82-86]. Весьма перспективны в этом отношении кремнеземы с химически привитыми полифторалкильными группами [87, 88].
В табл. 8.1 представлены обозначения и некоторые характеристики исходного носителя БЮг и полифторалкилкремнеземов, а также ряда сорбентов, которые были привлечены для сравнения.
Уже в первых работах 80-х гг. [89-92], посвященных применению сорбентов с фторорганическим покрытием в газовой и жидкостной хроматографии, обнаружены высокая селективность к фторсодержащим соединениям и одновременно низкий адсорбционный потенциал таких материалов. Однако высокая стоимость кремнеземов с привитыми полифторалкильными группами и небольшая плотность прививки модификатора сдерживали применение подобных адсорбентов для решения аналитических задач [93].
После продолжительного перерыва новый подъем интереса к синтезу и изучению полифторалкилкремнеземов произошел в начале 90-х гг. Н. Йошино с сотр. [94, 95] опубликовали результаты исследований по методам модифицирования кремнезема полифторалкилсиланами. Эти работы были инициированы поиском защитных
