CN101530779A - 一种固相萃取填料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种固相萃取填料及其制备方法。以丙酮溶解表面活性剂，得到浓度10％(m/v)的活性剂丙酮溶液备用。将多孔石墨化碳黑置于干燥的容器中，边搅拌边加入备用的活性剂丙酮溶液混合均匀，维持搅拌并在50～70℃条件下水浴蒸干，得到附载有表面活性剂的石墨化炭黑即为所需的固相萃取填料。该填料可用于从碱性氰化液中富集金，金的一次萃取率超过96.5％，富集倍数超过250倍，材料对金的萃取容量大于29mg/g。所负载的表面活性剂用水相介质洗脱不会被洗下，可多次重复使用，其耐用性远远高于C₁₈。且材料成本仅为十八烷基键合硅胶(C₁₈)的1/5，因此具有良好的推广应用前景。

Description

一种固相萃取填料及其制备方法

技术领域

本发明属于材料科学领域，具体涉及一种新型固相萃取填料。同时本发明还涉及该填料的制备方法。

背景技术

固相萃取(Solid Phase Extraction，SPE)是一种近几年来才迅速发展起来的新技术，它是由液固萃取和液相色谱柱技术相结合而发展起来的，固相萃取最先是用于分析化学的样品前处理，随后在药物、天然产物分离中得到广泛应用。

与传统的溶剂萃取相比，固相萃取技术有如下明显的优点：(1)有机溶剂消耗小，待富集成分被固相萃取柱富集后仅需要少量的洗脱剂就能完全洗下，有机溶剂消耗远远低于传统的液-液萃取。(2)富集倍数高，用固相萃取富集样品时，可把几十至几百毫升样品中的待富集组分富集到几个毫升，甚至更少，富集倍数达数十到数百倍；而且待富集组分的浓度越低该方法优势越明显，富集倍数远远高于传统的溶剂萃取。(3)克服了液-液萃取需大量使用有机溶剂、易乳化、相分离慢的缺点，而且对环境的污染小，符合绿色化学的要求。(4)固相萃取过程中的加样，富集，洗脱等过程都可由带程控阀的泵控制，非常容易实现操作自动化，便于批量处理。

固相萃取实质上是一个柱色谱分离或富集过程，其分离机理，固定相和溶剂选择等方面都类似于高效液相色谱。固相萃取操作一般包括有：柱预处理(除去填料中可能存在的杂质并使填料溶剂化)、加样(让待富集样品通过萃取柱)、洗涤(洗去干扰物)和洗脱(用适当溶剂把富集组份洗下并回收富集组份)四个步骤。其分离机理，固定相和溶剂选择等方面都类似于高效液相色谱。但是也有较大的差别，SPE柱材料的颗粒一般大于30μm，比HPLC填料(3～10μm)大得多，而且SPE柱较短，由于其短的柱床和大颗粒的柱材料，使SPE柱和HPLC柱相比柱效要低很多，一个高效液相色谱柱能产生10000塔板数以上的柱效，而一个SPE柱只能获得几十个塔板数的柱效，这就意味着SPE柱分离能力远远低于高效液相色谱柱，SPE柱自身的特点就决定了它的主要功能是用于样品富集或样品中性质差别较大的物质的预分离。

固相萃取是伴随着材料科学的发展而发展起来的，固相萃取材料是实现目标产物高效萃取的关键，为了满足人们对固相萃取的一些新要求，如能富集的样品极性范围尽可能的宽，选择性尽可能的好等，各种吸附材料，如C₁₈、C₈、氰基、氨基、苯基、双醇基添料、活性炭、硅胶、氧化铝、硅酸镁、高分子聚合物、离子交换剂、排斥色谱添料、亲合色谱填料、凝胶色谱填料和分子印迹材料等也被广泛用作固相萃取填料。其中十八烷基键合硅胶(C₁₈)在用于碱性氰化液中萃金时，其富集倍数和萃取回收率是传统的液-液萃取技术无法比拟的。但是同时也发现反相键合硅胶固定相适用的pH较窄(pH2-8，特殊键合硅胶pH使用范围可达1-12)，在碱性条件下使用稳定性较差，容易失效。而且反相键合硅胶价格高，每公斤超过万元，成本很难被生产单位所接收。因此，要使反相固相萃取得到实际推广应用，寻找价格便宜、金的萃取容量高、回收率高、在碱性条件下可多次重复稳定使用的反相固相萃取材料，就成为技术革新的关键。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种固相萃取填料，以提高固相萃取提金的萃取容量和回收率，同时降低材料成本。

本发明的目的还在于提供该填料的制备方法。

除非另有说明，本发明所采用的百分数均为重量百分数。

一种固相萃取填料，由下述重量份的原料制成：100份多孔石墨化碳黑和2～15份表面活性剂丙酮溶液，将两者混合均匀，经水浴蒸干后得到。

制备所述固相萃取填料的方法，包括以下步骤：

1、以丙酮溶解表面活性剂，得到浓度10％(m/v)的活性剂丙酮溶液备用；

2、将多孔石墨化碳黑置于干燥的容器中，边搅拌边加入备用的活性剂丙酮溶液混合均匀，维持搅拌并在50～70℃条件下水浴蒸干，得到附载有表面活性剂的石墨化炭黑即为所需的固相萃取填料。

所述的表面活性剂为双十六烷基二甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵、十八烷基二甲基苄基氯化铵和十八烷基氯化吡啶中的一种。

所述的多孔石墨化碳黑粒度为20～120μm。

所述的多孔石墨化碳黑粒度优选为30～60μm。

相对于现有技术，本发明具有以下优点：

1、所负载的表面活性剂用水相介质洗脱不会被洗下，可多次重复使用，材料耐用性远远高于已用于固相萃取提金的十八烷基键合硅胶(C₁₈)。

2、本发明的固相萃取填料可用于从碱性氰化液中富集金，金的一次萃取率超过96.5％，富集倍数超过250倍，材料对金的萃取容量大于29mg/g。

3、本发明的材料成本仅为十八烷基键合硅胶(C₁₈)的1/5，使萃取金的成本大大降低，实际推广应用更容易实现。

附图说明

图1本发明固相萃取填料的电镜照片。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明作进一步的详细说明，但它们不是对本发明的限定。

实施例1

取100g粒度为30μm的多孔石墨化碳黑于烧杯中，加入50mL浓度为10％的双十六烷基二甲基氯化铵丙酮溶液、在搅拌下65℃水浴蒸干，得到附载有双十六烷基二甲基氯化铵的石墨化炭黑，双十六烷基二甲基氯化铵的负载量为石墨化碳黑量的5％。

实施例2

取50g粒度为40μm多孔石墨化碳黑于烧杯中，加入50mL浓度为10％的十八烷基三甲基氯化铵丙酮溶液、在搅拌下60℃水浴蒸干，得到附载有十八烷基三甲基氯化铵的石墨化炭黑，十八烷基三甲基氯化铵的负载量为石墨化碳黑量的10％。

实施例3

取50g粒度为60μm多孔石墨化碳黑于烧杯中，加入50mL浓度为10％的十八烷基二甲基苄基氯化铵丙酮溶液、在搅拌下60℃水浴蒸干，得到附载有十八烷基二甲基苄基氯化铵的石墨化炭黑，十八烷基二甲基苄基氯化铵的负载量为石墨化碳黑量的10％。

实施例4

取50g粒度为60μm多孔石墨化碳黑于烧杯中，加入50mL浓度为8％的十八烷基氯化吡啶丙酮溶液、在搅拌下60℃水浴蒸干，得到附载有十八烷基氯化吡啶的石墨化炭黑，十八烷基氯化吡啶的负载量为石墨化碳黑量的10％。

实施例5

重复实施例1，有以下不同点：多孔石墨化碳黑粒度为20μm。

实施例6

重复实施例1，有以下不同点：多孔石墨化碳黑粒度为120μm。

实施例7

重复实施例1，有以下不同点：在搅拌下50℃水浴蒸干。

实施例8

重复实施例1，有以下不同点：在搅拌下70℃水浴蒸干。

应用实施例1

用实施例1所得固相萃取填料装填成固相萃取柱。待萃取液为含金5.0mg/L的氰化亚金钾溶液，pH为10.5。该溶液以25mL/min的流速过柱，过柱体积为3.5L。萃取柱富集达到饱和后用pH为10.5的稀氢氧化钠溶液20mL洗涤小柱分离夹带的干扰离子。然后用4％的硝酸5.0mL，以5mL/min的流速反向洗脱小柱上富集的金。经测定，富集倍数超过650倍，金的回收率达96.3％。

应用实施例2

用实施例1所得固相萃取填料装填成固相萃取柱。待萃取液为含金10mg/L的氰化亚金钾溶液，pH为11.5。该溶液以50mL/min的流速过柱，过柱体积为14L。萃取柱富集达到饱和后用pH为11.5的稀氢氧化钠溶液50mL洗涤小柱分离夹带的干扰离子，然后用4％的硝酸20mL，以50mL/min的流速反向洗脱小柱上富集的金。经测定，富集倍数超过600倍，金的回收率达96.5％。

Claims (8)

1、一种固相萃取填料，由下述重量份的原料制成：100份多孔石墨化碳黑和2～15份表面活性剂丙酮溶液，将两者混合均匀，经水浴蒸干后得到。

2、根据权利要求1所述的固相萃取填料，其特征在于：所述的表面活性剂为双十六烷基二甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵、十八烷基二甲基苄基氯化铵和十八烷基氯化吡啶中的一种。

3、根据权利要求1所述的固相萃取填料，其特征在于：所述的多孔石墨化碳黑粒度为20～120μm。

4、根据权利要求1所述的固相萃取填料，其特征在于：所述的多孔石墨化碳黑粒度为30～60μm。

5、制备权利要求1所述固相萃取填料的方法，包括以下步骤：

(1)以丙酮溶解表面活性剂，得到浓度10％的活性剂丙酮溶液备用；

(2)将多孔石墨化碳黑置于干燥的容器中，边搅拌边加入备用的活性剂丙酮溶液混合均匀，维持搅拌并在50～70℃条件下水浴蒸干，得到附载有表面活性剂的石墨化炭黑即为所需的固相萃取填料。

6、根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述的表面活性剂为双十六烷基二甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵、十八烷基二甲基苄基氯化铵和十八烷基氯化吡啶中的一种。

7、根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述的多孔石墨化碳黑粒度为20～120μm。

8、根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述的多孔石墨化碳黑粒度为30～60μm。

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