CN100529754C - 一种分离苯及其同系物的方法 - Google Patents
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Abstract
一种分离苯及其同系物的方法是将强疏水微孔—介孔材料在5~9MPa的压力下压片5~10分钟,筛选80~100目的颗粒,用丙酮浸泡0.5~1h,烘干,然后装入气相色谱填充柱中,在220~250℃下老化12~24h;气相色谱的操作条件是载气为氢气,气速为20~40ml/min,柱温为140~200℃,汽化室温度为150~200℃,检测器温度为160~220℃,桥电流为80~120mA,进样量为0.5~4μl。本发明具有固定相的化学稳定性和热稳定性好,制作成本低的优点。
Description
技术领域
本发明属于一种分离苯及其同系物的方法,具体地说涉及一种将强疏水微孔-介孔材料用作气固色谱固定相用于苯及其同系物的分离方法。
背景技术
气固色谱使用吸附剂作为固定相,对组分的分离基础是吸附剂对各种组分物质有不同的吸附能力。虽然吸附剂种类很多,但用于气固色谱的固定相的吸附剂限于石墨化碳黑、硅胶、分子筛和氧化铝少数几种。其中多孔硅胶固定相在色谱固定相的应用中占80%左右。这是因为(1)多孔的硅胶有良好的机械强度;(2)孔结构和比表面积容易控制;(3)比较好的化学稳定性和热稳定性;(4)表面化学反应专一;(5)表面有丰富的硅羟基可以进行化学键合。通常用作色谱填料的多孔硅胶,其比表面积一般小于500m2/g;而有序介孔硅胶材料的比表面可达1600m2/g,孔径分布窄、孔形状和尺寸均一而便于传质,可望成为具备良好分离能力的新一代色谱填料。例如,Grün等(J.Chromatogr.A,1996,740:1~9)考察了MCM-41介孔材料的正相色谱固定相行为,其在分离胺类碱性化合物和酚类酸性化合物显示了良好的分离能力。Boissière等(Adv.Funct.Mater.,2001,2:129~135)对比了MSU与市售硅胶填料在分离苯、萘、联苯及菲混合物时的色谱行为,发现在相同的流动相条件下,分析物在前者填料上保留时间是后者的3倍,且得到较好的分离。当MCM-41介孔材料表面嫁接手性选择体后,其对手性对映体的分离效果比传统的硅胶更佳(Chem.Commun.,1999,18:1841~1842)。最近,高峰等(Chem.J.Chinese Universities,2002,23(8):1494~1497)用介孔SBA-15作为色谱固定相实现了巯基化合物的分离。Raimondo等(Chem.Commun.,1997,15:1343~1344)将官能团化的MCM-41作为毛细管的气固色谱固定相来分离甲苯、乙苯、丙苯、丁基苯等碳氢混合物,结果表明,和常规的气相色谱分离相比,气化温度更低、柱长更短及较短的保留时间。
由此可见,介孔材料由于其高的比表面、有序的介观结构以及窄的孔径分布,与一般的色谱填料相比,其内部几乎完全相同的孔道结构,使得色谱峰的展宽和拖尾现象得到改善,在色谱分离方面已展示了极大的优势,但相对于介孔材料作为液相色谱填料的研究而言,其在气相色谱方面的研究很少。尤其是对于该高热稳定性、高疏水性的微孔-介孔材料用于分离苯及其同系物,目前尚未见有关文献的报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种将强疏水微孔-介孔材料用作气固色谱固定相用于分离苯及其同系物的方法。
本发明分离方法包括如下步骤:
将强疏水微孔-介孔材料在5~9Mpa的压力下压片5~10分钟,筛选80~100目的颗粒,用丙酮浸泡0.5~1h,烘干,然后装入气相色谱填充柱中,在220~250℃下老化12~24h;气相色谱的操作条件是载气为氢气,气速为20~40ml/min,柱温为140~200℃,汽化室温度为150~200℃,检测器温度为160~220℃,桥电流为80~120mA,进样量为0.5~4ul。
如上所述的强疏水微孔-介孔材料是由如下方法合成:将适量的含氢聚甲基硅氧烷(PMHS)在搅拌的情况下滴加到定量的无水乙醇中,加入少量的氢氧化钠作为催化剂,搅拌48h后,滴加适量的正硅酸乙酯(TEOS),凝胶后老化4~5d,80℃烘干。具体的制备方法见:Chemistry Letters,2005,8(34),1138-1139.
如上所述的气相色谱填充柱可以是长1~2m,内径3~4mm。
本发明与现有技术相比具有如下优点:
(1)固定相的化学稳定性和热稳定性好,制作成本低。
(2)和常规的分离苯及其同系物的气相色谱固定相相比,柱长短、柱效高。
附图说明
图1是实施例1将强疏水微孔-介孔材料作为气相色谱固定相,分离苯及其同系物的气相色谱谱图。
图2是实施例2将强疏水微孔-介孔材料作为气相色谱固定相,分离苯及其同系物的气相色谱谱图。
图3是实施例3将强疏水微孔-介孔材料作为气相色谱固定相,分离苯及其同系物的气相色谱谱图。
图4是实施例4将强疏水微孔-介孔材料作为气相色谱固定相,分离苯及其同系物的气相色谱谱图。
图5是实施例5将强疏水微孔-介孔材料作为气相色谱固定相,分离苯及其同系物的气相色谱谱图。
图6是实施例6将强疏水微孔-介孔材料作为气相色谱固定相,分离苯及其同系物的气相色谱谱图。
图7是实施例7将强疏水微孔-介孔材料作为气相色谱固定相,分离苯及其同系物的气相色谱谱图。
如图所示1-苯;2-甲苯;3-二甲苯;4-三甲苯;5-乙基苯;6-正丙基苯;7-正丁基苯。
具体实施方式
实施例1:
将4.50g含氢聚甲基硅氧烷(PMHS)在搅拌的情况下滴加到60mL无水乙醇中,加入少量的氢氧化钠作为催化剂,搅拌48h后,滴加5.0g正硅酸乙酯(TEOS),凝胶后老化4~5d,80℃烘干既得强疏水性微孔-介孔材料。
将0.87g上述合成的强疏水微孔-介孔材料压片(6Mpa的压力5分钟),筛选80~100目的颗粒,用丙酮浸泡0.5h,在红外灯下烘干,然后装入1m长,内径3mm的填充柱中,200℃下老化24h,连接好气路,即可进行苯及其同系物(苯-甲苯-二甲苯-三甲苯)的分离,气相色谱的操作条件:载气:氢气;气速:20.5ml/min;柱温:160℃,汽化室温度:200℃,检测器温度:180℃,桥电流:100mA,进样量:1ul。其分离结果见图1,由图1可见该材料可以很好的分离选定的苯及其同系物,其分离度都在2以上。
实施例2:
将0.90g实施例1合成的强疏水微孔-介孔材料压片(5Mpa的压力6分钟),筛选80~100目的颗粒,用丙酮浸泡0.5h,在红外灯下烘干,然后装入1m长,内径3mm的填充柱中,在210℃下老化24h,连接好气路,即可进行苯及其同系物(苯-甲苯-二甲苯-三甲苯)的分离,气相色谱的操作条件:载气:氢气;气速:24.5ml/min;柱温:165℃,汽化室温度:180℃,检测器温度:185℃,桥电流:120mA,进样量:1ul。其分离结果见图2,由图2可知,该质量比的微孔-介孔材料也可实现苯及其同系物的完全分离。
实施例3:
将0.92g实施例1合成的强疏水微孔-介孔材料压片(6Mpa的压力5分钟),筛选80~100目的颗粒,用丙酮浸泡1h,在红外灯下烘干,然后装入1m长,内径3mm的填充柱中,在200℃下老化15h,连接好气路,即可进行苯及其同系物(苯-甲苯-二甲苯-三甲苯)的分离,气相色谱的操作条件:载气:氢气;气速:24.5ml/min;柱温:起始温度:160℃,升温速率:5℃/min,终止温度:180℃,汽化室温度:170℃,检测器温度:190℃,桥电流:120mA,进样量:1ul。其分离结果见图3,由图3可以看出,该质量比的材料也能很好的分离选定的苯及其同系物体系,其分离度都在2以上。
实施例4:
将1.3g实施例1合成的强疏水微孔-介孔材料压片(9Mpa的压力3分钟),筛选80~100目的颗粒,用丙酮浸泡0.5h,在红外灯下烘干,然后装入1.5m长,内径3mm的填充柱中,在200℃下老化24h,连接好气路,即可进行苯及其同系物(苯-甲苯-二甲苯-三甲苯)的分离,气相色谱的操作条件:载气:氢气;气速:20.5ml/min;柱温:200℃,汽化室温度:200℃,检测器温度:210℃,桥电流:80mA,进样量:1ul。其分离结果见图4,由图4可以看出,该质量比的材料也能很好的分离选定的苯及其同系物,柱温提高后,其保留时间大大缩短。
实施例5:
将0.91g实施例1合成的强疏水微孔-介孔材料压片(6Mpa的压力4分钟),筛选80~100目的颗粒,用丙酮浸泡0.5h,在红外灯下烘干,然后装入1.0m长,内径3mm的填充柱中,在180℃下老化24h,连接好气路,即可进行苯及其同系物(苯-甲苯-二甲苯-三甲苯)的分离,气相色谱的操作条件:载气:氢气;气速:28.4ml/min;柱温:135℃,汽化室温度:200℃,检测器温度:180℃,桥电流:120mA,进样量:2ul。其分离结果见图5,由图5可以看出该质量比的材料也能较好的分离选定的苯及其同系物。
实施例6
将1.0g实施例1合成的强疏水微孔-介孔材料压片(6Mpa的压力4分钟),筛选80~100目的颗粒,用丙酮浸泡0.5h,在红外灯下烘干,然后装入1.0m长,内径3mm的填充柱中,在200℃下老化24h,连接好气路,即可进行苯及其同系物(苯-甲苯-乙基苯-正丙基苯-正丁基苯)的分离,气相色谱的操作条件:载气:氢气;气速:20.5ml/min;柱温:180℃,汽化室温度:200℃,检测器温度:200℃,桥电流:120mA,进样量:1ul。其分离结果见图6,由图6可见该质量比的材料也能较好的分离选定的苯及其同系物。
实施例7
将1.0g实施例1合成的强疏水微孔-介孔材料压片(6Mpa的压力4分钟),筛选80~100目的颗粒,用丙酮浸泡0.5h,在红外灯下烘干,然后装入1.0m长,内径3mm的填充柱中,在200℃下老化24h,连接好气路,即可进行苯及其同系物(苯-甲苯-乙基苯-正丙基苯-正丁基苯)的分离,气相色谱的操作条件:载气:氢气;气速:20.5ml/min;柱温:起始温度:160℃,升温速率:10℃/min,终止温度:200℃,汽化室温度:200℃,检测器温度:210℃,桥电流:100mA,进样量:1ul。其分离结果见图7,由图7可见该质量比的材料也能较好的分离选定的苯及其同系物。
Claims (2)
1、一种分离苯及其同系物的方法,其特征在于包括如下步骤:
将强疏水微孔-介孔材料在5~9Mpa的压力下压片5~10分钟,筛选80~100目的颗粒,用丙酮浸泡0.5~1h,烘干,然后装入气相色谱填充柱中,在220~250℃下老化12~24h;气相色谱的操作条件是载气为氢气,气速为20~40ml/min,柱温为140~200℃,汽化室温度为150~200℃,检测器温度为160~220℃,桥电流为80~120mA,进样量为0.5~4ul;
所述的强疏水微孔-介孔材料是由如下方法合成:将氢聚甲基硅氧烷在搅拌的情况下滴加到无水乙醇中,加入氢氧化钠作为催化剂,搅拌48h后,滴加正硅酸乙酯,凝胶后老化4~5d,80℃烘干。
2、如权利要求1所述的一种分离苯及其同系物的方法,其特征在于所述的气相色谱填充柱是长1~2m,内径3~4mm。
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