Химия привитых поверхностных соединений - Лисичкин Г.В.
ISBN 5-9221-0342-3
Скачать (прямая ссылка):
Другой класс ХМК — гидрофобизованные кремнеземы, содержащие привитые алкильные, фенильные и полифторалкильные группы и полиметилсилоксановые слои. Газохроматографические и адсорбционные измерения для н-алканов и ароматических углеводородов дают согласующиеся результаты при измерении теплот сорбции на кремнеземах с привитыми фенильными группами. Таким образом показан^ что газовая хроматография не только применима для измерения термодинамических величин на ХМК, но и является более чувствительным методом измерения остаточной неоднородности поверхности ХМК, чем методы ИКС или адсорбции в статических условиях. Предложенный и примененный в работе [67] метод определения индексов удерживания по скорректированным вкладам позволяет проводить более точное сравнение неподвижных фаз в газовой хроматографии и избежать выбора стандартного состояния, что сказывается на численных значениях объема удерживания. Метод расчета вкладов отдельных групп и фрагментов молекул в теплоты сорбции и энергии Гиббса — простой и удобный подход к количественной оценке традиционных и новых материалов и сравнения между собой различных неподвижных фаз.
Установлено, что применение производных морфолина для получения алкил-кремнеземов позволяет создать более плотные, однородные и неполярные модифицирующие слои, чем с применением хлорсиланов, наиболее широко использующихся для модифицирования кремнеземов. Для оценки остаточной неоднородности поверхности ХМК целесообразно использовать кислородсодержащие соединения, например, диэтиловый эфир, а не бензол.
Исследование связи термодинамических характеристик сорбции методом газовой хроматографии при квази-бесконечном разбавлении (желательно в сочетании с другими физико-химическими методами, со структурой сорбируемых молекул и химической природой поверхности) необходимо для установления механизма сорбции и для решения практических задач, то есть для получения сорбентов с заданными адсорбционными, лиофобными и адгезионными свойствами.
8.2] Применение поверхностно-модифицированных материалов в хроматографии 397
На примере кремнеземов с фторалкильным модифицирующим покрытием показано, что методы расчета In V'ai и AGsp не являются взаимозаменяемыми, хотя и дают согласующиеся оценки свойств ХМК. По In V'ai нельзя разделить вклады специфических и неспецифических взаимодействий в удерживание, а по вкладам специфических взаимодействий в ДѓР— обычно можно. В то же время величины индексов удерживания не всегда позволяют сделать правильные выводы о роли специфических взаимодействий, поскольку на полифторалкилкремнеземе вклады СНг-групп в сорбцию (по сравнению с мономерным модифицирующим слоем) падают наиболее сильно, а специфические взаимодействия могут и возрастать.
Таким образом, не только изменение химической природы привитого слоя, но и его структуры позволяет в широких пределах варьировать селективность сорбентов с привитыми на их поверхность органическими соединениями и расширить область применения сорбентов для решения практических задач. По хроматографическим свойствам содержащие 3-5 привитых слоев алкильные, фенильные, бромпропиль-ные и полифторалкилкремнеземы ближе к неподвижным жидким фазам, чем к плоским поверхностям (Карбопаку или графитированной термической саже).
8.2.2. Высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ). Достигнутые в последнее тридцатилетие выдающиеся успехи жидкостной хроматографии обусловлены, с одной стороны, усовершенствованием аппаратуры, с другой — применением специальных сорбентов. Современная высокоэффективная жидкостная хроматография выдвигает следующие требования к сорбентам:
1. прочность частиц — устойчивость к высоким давлениям, поскольку заполнение колонок сорбентом осуществляется при давлениях до 60-80 МПа;
2. ненабухаемость в различных растворителях (в качестве элюентов в ВЭЖХ используют разнообразные органические растворители и их смеси);
3. стабильность свойств сорбентов — несмываемость стационарной фазы при использовании различных элюентов в широком интервале pH;
4. малое сопротивление массообмену, так как только в этом случае может быть достигнута высокая эффективность колонки;
5. разнообразие свойств поверхности при ее высокой однородности;
6. малый размер частиц (2-20 мкм) с узким распределением (±20%);
7. наличие оптимальной для каждой конкретной задачи геометрической структуры сорбента (радиус и объем пор, удельная поверхность).
Почти всем перечисленным выше достаточно жестким требованиям (за исключением стабильности в щелочной области) в наибольшей степени отвечают кремнеземы, химически модифицированные органическими соединениями. Действительно, как показано в предыдущих главах, кремнеземные носители обладают необходимой прочностью; их структуру можно менять в широких пределах; получение узких фракций кремнеземов не является сложной задачей. В то же время существуют разнообразные методы химического модифицирования их поверхности, позволяющие вводить в состав поверхностного слоя практически любые классы химических веществ.
Кремнеземные сорбенты с привитыми алкильными группами. Ведущее место среди сорбентов для ВЭЖХ занимают кремнеземы с привитыми к их поверхности
