CN102172516A - 一种树脂包覆硅胶吸附新材料 - Google Patents

Abstract

一种树脂包覆硅胶材料新材料，涉及分析化学技术领域，固相萃取树脂包覆硅胶材料新材料，平均粒径差在+/-20％以内，比重相差在+/-20％以内。本发明的特征应用为水环境中溶液中酸性化合物、碱性化合物和中性化合物的选择性提取。

Description

一种树脂包覆硅胶吸附新材料

技术领域

本发明涉及分析化学技术领域，特别涉及一种树脂包覆硅胶材料新材料。

背景技术

新材料是一种广泛使用的样品前处理技术用填料，样品前处理技术为固相萃取基本原理是样品中与固定相有着较强作用力的组分在固相萃取柱上保留，而与固定相作用力较弱的组分很快流出固相萃取柱，从而达到分离目的。

目前使用较多的固相萃取材料主要有键合硅胶固相萃取材料、无机基质固相萃取材料、有机聚合物固相萃取材料和混合型固相萃取材料4大类。

其中使用最多的是碳十八键合硅胶固相萃取柱，一般被当做通用型吸附剂，可以从水溶液中吸附有机物，尤其适合用于有机物的脱盐，其主要缺点是选择性低、对强极性和水溶性样品保留弱、载样量低、除杂效率低等。

无机基质固体材料主要是无机氧化物和石墨化碳类无机物，这些无机材料的共同特点是表面具有活性羟基，主要用于正相萃取。

有机聚合物固相萃取材料以聚苯乙烯二乙烯苯树脂(PS)为基质进行修饰改性，近几年，不断有新的高交联度聚合树脂固相萃取材料投放市场，如含有羟甲基、苯甲酰基及邻羧基苯甲酰基、磺酸基、三甲胺等。这些改性树脂具有很好的亲水性，在萃取水中极性化合物时能得到较高的回收率。

混合型固相萃取材料主要是将2种或2种以上吸附材料分层填入固相萃取柱，达到在不损失目标化合物的前提下，利用混合型固相萃取柱不同官能团的特性，通过调节萃取过程中的pH值分别清除样品基质中离子型和非极性干扰物的目的。

但以上材料都有其缺陷，硅胶材料对于高pH值分析存在硅胶溶解危险；树脂材料孔径分布太宽及机械强度不好的特点；无机材料应用范围较窄；我们采取树脂包覆硅胶填料，其本身将拥有树脂与硅胶的双重优点。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种树脂包覆硅胶材料新材料。

本发明采用的技术方案如下：

把树脂通过化学方法键合到硅胶基质表面，将树脂与硅胶两种材料有机的结合，从而发挥两种材料优势的目的。

本发明开发了一种树脂包覆硅胶新材料，包括在硅胶的表面键和一种带烯烃的硅烷，如，通过分步化学键合或物理混合方式，控制不同官能团比为100∶1-1∶100，平均粒径相差在+/-20％以内，比重相差在+/-20％以内；所述的烯烃硅胶键材料是含烯烃硅烷键合硅胶反应而得；

聚合物包覆新材料，其特征是：将1所述含有烯烃基团基球，在有分散及存在的体系中，与聚合物单体进行聚合、交联，在表面形成聚合物的球膜结构，得到聚合物包覆型硅胶吸附新材料。

树脂包覆型硅胶材料，其特征是：所述的树脂包覆型硅胶新材料，粒径为30-70μm，平均孔径为7-11nm。

树脂包覆硅胶新材料，其特征是：所述的烯烃为-RC＝CH₂、-RC＝CHR`、-RC＝CR`₂其中：R可以是甲基、乙基、丙基等常见烷基或苯基等简单的芳香基团，R`可以是甲基、乙基或是H。

根据上述所述的单体为RR`C＝CRR`其中：R和R`可以是甲基、乙基、丙基等常见烷基或苯基等简单的芳香基团。

本发明所具有的有益效果：

1、本发明对极性和非极性化合物均有良好的吸附效果，可以使用更广泛的洗脱溶剂，具有更广的应用范围；

2、本发明选择性好，通用性强，载样量高；

3、本发明填料合成步骤简单，容易操作，重复性好。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：

α烯基乙基甲基二乙氧基硅烷硅胶键合制备

在搅拌情况下将溶剂甲苯500ml、100g硅胶加入到1000ml四口瓶中，120℃下脱水3-5小时。脱水完全后降温至80℃以下，通入氮气，然后将70gα烯基乙基甲基二乙氧基硅烷投入到反应瓶中，升温至回流，反应12-14小时，经过后处理得到α烯基乙基甲基二乙氧基硅胶基球。

实施例2：

聚合物包覆硅胶型吸附剂材料的制备

将一定(乙醇∶水＝4∶1)比例的混合液500ml作为溶剂投入到1L四口瓶中，开动搅拌，然后将实施例1中制备的α烯基硅胶基球再搅拌的情况下投入到1L四口瓶中，加入分散剂聚乙烯醇10g、苯乙烯100g，升温到70℃，缓慢滴加偶氮二异丁腈乙醇溶液(偶氮二异丁腈作为引发剂，将0.3g偶氮二异丁腈溶于150ml无水乙醇中)，滴加时间控制在90分钟，滴加完毕开始计时，反应6小时，冷却至室温用600ml乙醇洗涤所得产物，然后用500ml甲苯沸腾条件下洗涤3次，每次洗涤时间为6小时，得到产物为聚合物包覆型硅胶吸附新材料。

实施例3：

将实施例2制备的材料在500ml 1mol的NaOH的水溶液中浸泡2小时，将漂浮在水面上的材料去除，让后将这种新材料用水洗涤至中性，然后用甲醇洗涤4-6次，每次用量300ml，然后在40℃真空干燥得最终产物树脂包覆硅胶吸附性材料，经检测C％＝11.4。

实施例4：

将树脂包覆硅胶吸附性新型材料称取500mg，装入带下筛板的6ml柱管中，填入上筛板后以震动床震荡均匀，用压柱机压实。

实施例5：

实例4中小柱先3支，分别以20ml乙酸乙酯，20ml丙酮，20ml甲醇和2ml纯水活化，待水从小柱中流出后分别加入含α-666浓度860.99ng/ml，待样品流出后再加入20ml丙酮和乙酸乙酯洗脱，氮气吹干后用2ml流动相定容，进液相色谱仪检测。

实施例6：

实例4中小柱先3支，分别以20ml乙酸乙酯，20ml丙酮，20ml甲醇和2ml纯水活化，待水从小柱中流出后分别加入含β-666浓度729.62ng/ml，待样品流出后再加入20ml丙酮和乙酸乙酯洗脱，氮气吹干后用2ml流动相定容，进液相色谱仪检测。

实施例7：

实例4中小柱先3支，分别以20ml乙酸乙酯，20ml丙酮，20ml甲醇和2ml纯水活化，待水从小柱中流出后分别加入含γ-666浓度4714.8ng/ml，待样品流出后再加入20ml丙酮和乙酸乙酯洗脱，氮气吹干后用2ml流动相定容，进液相色谱仪检测。

实施例8：

实例4中小柱先3支，分别以20ml乙酸乙酯，20ml丙酮，20ml甲醇和2ml纯水活化，待水从小柱中流出后分别加入含δ-666浓度1439.25ng/ml，待样品流出后再加入20ml丙酮和乙酸乙酯洗脱，氮气吹干后用2ml流动相定容，进液相色谱仪检测。

实施例9：

实例4中小柱先3支，分别以20ml乙酸乙酯，20ml丙酮，20ml甲醇和2ml纯水活化，待水从小柱中流出后分别加入含P，P`-DDE浓度4.57ng/ml，待样品流出后再加入20ml丙酮和乙酸乙酯洗脱，氮气吹干后用2ml流动相定容，进液相色谱仪检测

实施例10：

实例4中小柱先3支，分别以20ml乙酸乙酯，20ml丙酮，20ml甲醇和2ml纯水活化，待水从小柱中流出后分别加入含P，P`-DDD浓度35.80ng/ml，待样品流出后再加入20ml丙酮和乙酸乙酯洗脱，氮气吹干后用2ml流动相定容，进液相色谱仪检测

实施例11：

实例4中小柱先3支，分别以20ml乙酸乙酯，20ml丙酮，20ml甲醇和2ml纯水活化，待水从小柱中流出后分别加入含O，P`-DDT浓度6.75ng/ml，待样品流出后再加入20ml丙酮和乙酸乙酯洗脱，氮气吹干后用2ml流动相定容，进液相色谱仪检测

实施例12：

实例4中小柱先3支，分别以20ml乙酸乙酯，20ml丙酮，20ml甲醇和2ml纯水活化，待水从小柱中流出后分别加入含P，P`-DDT浓度16.13ng/ml，待样品流出后再加入20ml丙酮和乙酸乙酯洗脱，氮气吹干后用2ml流动相定容，进液相色谱仪检测

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术方案作任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种树脂包覆硅胶材料新材料，其特征是：通过在硅胶材料表面键合带烯烃的硅烷获得烯烃硅胶键合材料，然后与聚合物单体进行聚合、交联反应，在表面形成聚合物的球膜结构，得到聚合物包覆型硅胶吸附新材料。

2.根据权利要求1所述的烯烃硅胶键合材料，硅胶材料表面键合带烯烃的硅烷的步骤，其特征是：通过在硅胶表面键合带烯烃的硅烷，硅烷的官能团为直链烯烃、芳香烯烃等烯烃硅烷；通过分步化学键合，控制不同烯烃官能团比为100∶1-1∶100；硅胶基质的平均粒径为40-60μm，粒径相差在+/-20％以内，批间比重相差在+/-20％以内。

3.根据权利要求2所述的烯烃键合硅胶新材料，其特征是：所述的烯烃为-RC＝CH₂、-RC＝CHR`、-RC＝CR`₂

其中：R可以是甲基、乙基、丙基等常见烷基或苯基等简单的芳香基团，R`可以是甲基、乙基或是H。

4.根据权利要求1所述树脂包覆型硅胶材料，粒径为40-60μm，平均孔径为7-11nm。其特征是：所述的树脂包覆型硅胶新材料，采用聚合物单体为RR`C＝CRR`，进行交联、聚合反应，形成高分子树脂包覆层。它可适用于0-10mol/L可溶性酸、碱或其它缓冲盐，pH适用范围为1-14，适用温度为5-50℃。

其中：R和R`可以是甲基、乙基、丙基等常见烷基或苯基等简单的芳香基团。

5.根据权利要求4所述的聚合、交联反应，其特征在烯烃键合硅胶材料在溶剂体系中能形成良好的悬浮状态，一般所用溶剂为体积比甲醇∶水(4∶1)或者乙醇∶水(4∶1)。

6.根据权利4所述的高分子树脂包覆层，其特征在于C含量为10-20％，耐受0-100％的水。