Химия привитых поверхностных соединений - Лисичкин Г.В.
ISBN 5-9221-0342-3
Скачать (прямая ссылка):
Сульфокатионообменники
Vydac 400. IC Полимер 5 90 30 ~ 500
Vydac SC Монослой 30-44 - - 100
Wescan Cation/S Полимер 10 - 30
TSK gel IC Cation SW Монослой 5 - 25 300
Nucleosil 10 SA То же 5,10 350 10 1000
Nucleosil 5 SA IC 5 - - ~ 500
Zorbax SCX Полимер 5 50 30 -
Zipax SCX Фторполимер 25-37 - - 5
Partisil SCX Монослой 5,10 400 8,5 500
Карбоксильные катионообменники
Shodex IC YF-421 /YK-421 5 - 12,5/2 -
LiChrosil IC CA ПБМК 5 - - -
Universal Cation То же 7 - - -
IC Рак С M/D _ )) 5 - - 60
Super Sep С 1-2 _ И 5 350 10 -
Metrosep Cation 1-2 IC _ » 7 350 10 122**
Deltabond UCX _ » _ 5 200 12 -
Nucleosil-5- 100-PBDMA* И 5 350 10 -
* ПБМК = Поли(бутадиенмалеиновая кислота). ** В пересчете на колонку.
Значительно реже используются слабоосновные анионообменники с закрепленными первичными и вторичными аминогруппами, например аминопропильными и N-фениламинопропильными [164, 178, 191]. В то же время наметилась ярко выраженная тенденция более широкого использования слабокислотных карбоксильных
14 Г.В. Лисичкин и др.
418
Пргшенение поверхностно-модифицированных материалов
[Гл. 8
катионообменников [179, 180, 181]. В последнем случае это связано с уникальной селективностью карбоксильных катионообменников, позволяющей проводить одновременное разделение и определение разнозарядных катионов металлов в изокра-тических условиях. Такое разделение находит широкое применение при анализе катионного состава питьевой воды, природных и промышленных вод. Имеются единичные работы по применению в ИХ кремнезема, химически модифицированного группами аминофосфоновой кислоты [245-247].
Гидрофобность ионообменников слабо влияет на селективность разделения неорганических ионов, являющихся основным объектом в ИХ, поэтому при создании новых сорбентов меньше внимания уделяют химической природе модификатора или полимера. Если в конце 80-х гг. в ИХ использовали обычные ионо-обменники на основе силикагеля с ионообменной емкостью до 1,0-1,15 мэкв/г, то сейчас главной целью является получение низкоемкостных ионообменников. С этой целью в качестве матрицы применяют макропористые силикагели с удельной поверхностью 50-90 м2/г или стараются закрепить на поверхности полимерный слой с невысокой плотностью ионогенных групп или использовать пелликулярные сорбенты. Данные приемы позволяют снизить ионообменную емкость сорбентов до 60-100 мкэкв/г. Справедливости ради следует отметить, что в последние годы появились принципиально новые системы химического или мембранного снижения или полного подавления фоновой электропроводности элюентов используемых для хроматографии ионов, что позволяет применять более концентрированные элюенты. Соответственно стало возможным несколько повысить верхнюю границу допустимой ионообменной емкости для сорбентов, используемых в ИХ.
Фактором, заметно ограничивающим использованием ионообменников на основе силикагеля, является их гидролитическая стабильность, что наиболее существенно для анионообменников. Для эффективного и селективного разделения анионов слабых кислот, например, таких как борат, карбонат и др., необходимо использовать элюенты с высоким значением pH > 7 -f- 8, в которых растворимость силикагелевой матрицы заметно возрастает, особенно в присутствии привитых аминосоединений, катализирующих гидролиз привитого слоя. Наоборот, разделение катионов металлов стараются проводить с использованием кислых или слабокислых элюентов во избежание гидролиза и осаждения гидроксидов переходных металлов. Значение pH элюента 1 ~ 3 является оптимальным не только для разделения катионов металлов, но и полностью отвечает требованию гидролитической стабильности химически модифицированных кремнеземов, поэтому катионообменники на основе кремнеземов по-прежнему широко используются в ИХ, тогда как анионообменники с кремнеземной основой практически полностью вытеснены органополимерными сорбентами.
Современное развитие ИХ характеризуется расширением круга анализируемых объектов и ассортимента разделяемых ионов, например органических кислот [183], углеводов [182], комплексов металлов [193] и др. Не последнее место в этом списке занимает задача одновременного разделения и определения противоположно заряженных ионов [184, 185]. Так, первичный контроль качества воды включает определение пяти катионов (натрий, аммоний, калий, магний и кальций) и шести анионов (фторид, хлорид, нитрит, нитрат, фосфат и сульфат). Для решения такой задачи обычно требуется два ионных хроматографа, оборудованных для раздельного определения анионов и катионов. Используя комбинацию катионообменных и анионообменных колонок, переключающих кранов или селективных детекторов
8.2] Применение поверхностно-модифицированных материалов в хроматографии 419
эту задачу можно решить с использованием одного ионного хроматографа. Простым решением могло бы быть использование одной хроматографической колонки, заполненной цвиттерионным сорбентом.
Более половины используемых в ИХ ионообменников можно в той или иной степени отнести к цвиттерионным. Классификация цвиттерионых сорбентов и их применение в жидкостной хроматографии подробно освещены в современном обзоре [186]. Простейшими цвиттериоными молекулами, которые удобно закреплять на поверхности кремнезема, являются аминокислоты. По структурным и кислотноосновным свойствам 20 аминокислот, входящих в состав белков, могут быть подразделены на пять групп:
