CS259182B1 - Způsob úpravy povrohu vyso&ékřemiěitých porézních nosičů pro plynovou ohromatografii - Google Patents

Abstract

Řešení ae zabývá problémem způsobu úpravy povrchu vysocekřemičitých nosičů a obsahem oxidu křemičitého vyšším než 92 % hmotnosti. Úpravou se zlepší absorbční vlastnosti vysocekřemičitého nosiče při dělení polárních složek směsi plynů. Vysocekřemicitý nosič se zahřívá do konstantní hmotnosti za účelem odstranění vody a adsorbovaných plynů z jeho povrchu a dále se stabilizuje na teplotu okolí. N.a takto upravený nosič se působí sytícím vodným roztokem obsahujícím Q,1 až 30 hmotností koncentrace alespoň jedná sloučeniny typu NH4X, kde X znamená halogenid, a to za sníženého tlaku, který odpovídá tenzi vodních par při teplotě okolí až do posledního úniku vzduchových bublin nosiče. Takto nasycený nosič se vysuší a zahřívá v rozmezí 200 až 650 °C do odstranění přebytečného roztoku.

Description

Vynález se týká způsobu úpravy povrchu vysócekřemičitýoh porézních nosičů pro plynovou chromatografii obsahující nad' 92% hmotnostní koncentrace oxidu křemičitého. Nosič se nejdříve zahřívá do konstantní hmotnosti k odstranění vody .a absorbovaných plynů a dále se stabilizuje na teplotu okolí.

Pro chromatografickou separaci dělených složek v plynové chromatografii se využívá různých typů nosičů. Jsou známy organické nosiče na bázi různých kopolymerů, které se vsak vyznačují malou tepelnou stabilitou a navíc v řadě případů dochází k chemickým reakcím mezi povrchem nosiče a dělenými složkami v případě dělení některých anqrganických plynů jako na př, oxidu síry nebo dusíku. Tyto změny bývají obvykle nevratné. U tepelně stabilnějších organických nosičů na bázi tetrafluorpolyethylenu je nežádoucím jevem při plnění chromatografických kolon agregace částic nosiče vlivem statického nábojé na povrchu částic.

K účelům chromatografické separace jsou rovněž využívány vysoce křemičité porézní nosiče, jako na př. silikagel, promytý a vysušený gel kyseliny křemičité, nebo různá porézní skla. Nevýhodou těchto vysoce křemičitých nosičů^s obsahem vyšším jak 92% hmotnostních oxidu křemičitého je, že při dělení polárních komponent směsí dochází k rozmývání složek a tím k závislosti reprezentativní hodnoty retenční doby na koncentraci takové složky ve směsi. Dosud se tato problematika řeší tím, že aktivní centra nosiče se blokují vhodnými funkčními skupinami stacionární fáze a dělení komponent směsí se převádí z oblasti chromatografie plyn - pevná fáze na typ plyn - kapalina. Avšak ani tímto způsobem nelze zaručit dokonalost chromatografiokého dělení obzvláště liší-li se chromatograf o vaně látky a stacionární fáze značně svou polaritou. Navíc většina stacionárních fází je tepelně nestabilní a vlivem oxidativní degradace může docházet, ke změně jejich charakteru polarity a tím i k ovlivňování charakteru a způsobu dělení.

Uvedené nevýhody se odstraní nebo podstatně omezí způsobem úpravy povrchu vysocekřemičitých porézních nosičů, při kterém se nosič nejdříve zahřívá do konstantní hmotnosti k. odstranění vody a absorbovaných plynů a dále se stabilizuje na teplotu okolí. Podstata vynálezu spočívá v tom, že na takto upravený nosič se působí vodném roztokem obsahujícím 0,1 až 30% hmotnostní koncentrace alespoň jedné sloučeniny ze skupiny MH^X, kde X znamená halogenid. Tímto roztokem se působí na nosič při sníženém tlaku, který odpovídá tenzi nasycených vodních par teploty okolí a to až do posledního úniku vzduchových bublin z.nosiče. Takto získaný nasycený nosič se vysuší a dále zahřívá v rozmezí 200aa 650 °C.

Úpravoupovrchu vysocekřemičitých nosičů podle vynálezu se zlepšují podmínky pro chromatografické dělení polárních složek směsí plynů v chromatografii plyn - pevná fáze. Zlepšují se absorbční vlastnosti nosičů a tvar rozdělovači izotermy při c. hromatografickém dělení polárních složek nabývá úpravou nosiče příznivější lineární tvar. To má za následek že nedochází k rozmývání dělených směsí při chromatografické analýze, zvyšuje se reprodukovatelnost stanovení a hodnoty retenčních dob se zpřesňují. Výhodou takto upravených nosičů je i to, že dělení některých plynů směsí anorganických plynů, na oř. oxidu uhličitého COg, uhelnatého CO, siřičitého SOg» sirovodíku HgS, karbonýlsulfidu COS nebo i uhlovodíku s nižším bodem varu, probíhá již za normální pokojové teploty. -^otom lze těchto nosičů využít i pro přenosné plynové chromátografy.

- 3 Vynález je dále blíže objasněn následujícími příklady provedení.

Příklad 1

V tomto příkladu provedení je popsána úprava středoporovitého silikagelu, který byl rozdrcen,přesát, a byla vytříděna frakce 0,08 až 0,2 mm. 20 g tohoto nosiče bylo na platinové misce v sušárně zahříváno po dobu 3 hodin na teplotu 200 °C k odstranění absorbované vody a plynných složek z jeho povrchu. Po té byl nosič v eMkátoru stabilizován ve vakuu na teplotu místnosti. Po zavzdušnění exsikátoru byl nosič odebrán z platinové misky a vsypán do teflonové misky s 30 ml vodného roztoku, obsahujícícho 5% hmotnostní koncentrace fluoridu amonného NH^F. Teflonová miska byla vložena do exsikátoru a po přiložení víka exsikátoru za otevřeného kohoutu byla provedena evakuace nosiče vodní vývěvou po dobu unikání vzduchových bublin z nosiče. Po řádném prosycení nosiče roztokem fluoridu amonného NH^F byl vzorek nosiče odfiltrován a opatrně vysušen při teplotě 120 °G v platinové misce, čímž byla odstraněna voda z použitého sytícího roztoku. V poslední fázi bylo provedeno odstranění přebytečného.činidla fluoridu amonného NH^F programovaným žíháním vzorku nosiče za vyšších teplot a to při 200 8c po dobu jedné hodiny, při 450 °C po dobu 2_fhodin a při 650 °0 po dobu 2 hodin. Takto získaný nosič s upraveným povrchem podle vynálezu byl vložen do exsikátoru a přechováván v atmosféře suchého dusíku Ng.

Příklad 2

Zde je demonstrována úprava jiného vysocekřemičitého nosiče a to porézního skla obsahujícího v hmotnostní koncentraci 92,9% oxidu křemičitého SiOg, 6,9% oxidu boritého BgO-j a 0,2 % oxidu sodného Na^O. Postup úpravy tohoto nosiče s velikostí pórů. 42 nm byl. prakticky shodný s postupem uvedeným v předcházejícím přjclaidu provedení s tím rozdílem, že sytící vodní roztok obsahoval v hmotnostní koncentraci 14,5% fluoridu amonného NH^F, při čemž při navážce pórovitého skla 20 g

- 4 o zrnění 0,08 až 0,2 mm bylo použito 200 ml sytícího vodného roztoku₀

Příklad 3

Na gtředoporovitém vysocekřemičitém nosiči silikagelu byla odzkoušena úprava jeho povrchu stejným způsobem uvedeným v příkladu 1 s tím rozdílem, že výchozí navážka 20 g vzorku nosiče byla sycena 30 ml vodného roztoku chloridu amonného NH^Cl o hmotnostní koncentraci 20%.

o

Nosiče upravené podle přecházejících příkladů provedení byly testovány při chromatografickém dělení plynů. Zkoušky byly provedeny na plynovém chromatografu s detekcí sepa-^J rovaných složek tepelně vodivostním detektorem při použití helia jako nosného plynu. Byly použity analytické nerezové kolony o délce 1,2 a 4,2 m o vnitřním průměru 3 mm, které byly naplněny nosičem upraveným podle vynálezu. Před vlastním chromatografickým dělením byly kolony odplyněny a regenerovány v proudu nosného plynu helia. Připravené.směsi plynů byly nasťřikovány do chromatografu. Nástřik,dělení plynů a následující detekce byly vždy provedeny za izotermických podmínek„ V následující tabulce jsou uvedeny základní podmínky testování nosičů upravených podle vynálezu při chromatografické analýze a rovněž jsou uvedeny retenční doby dělených anorganických plynů, celková doba analyzy a koefecient asymetrie. Z tabulky je patrno, že koeficient asymetrie še blíží k hodnotě 1, což znamená, že rozdělovači izóterma separovaných polárních složek plynné směsi se linearizuje a tím se dělení blíží ideálnímu teoretickému stavu dělení složek plynovou chromatografii. Zmenšuje se rozptyl hodnot retenční doby, čímž se zvýší ostrost dělení. V některých.případech se zkracují retenční doby i celkový čas analyzy.

Claims (1)

1. Způsob úpravy ppvrchu vysocekřemičitých porézních nosičů pro plynovou chromátografii obsahujících nad 92 % hmotnostní koncentrace oxidu křemičitého^ při kterém se nejdříve vysocekřeraičitý nosič zahřívá do konstantní hmotnosti a dále se stabilizuje na teplotu okolí, vyznačený tím, že na takto upravený nosič se působí sytícím vodným roztokem obsahujícím 0,1 až 30% hmotnostní koncentrace alespoň jedné sloučeniny typu NH^X, kde X znamená halogenid a to za sníženého tlaku odpovídajícího tenzi vodních par při teplotě okolí až do posledního úniku vzduchových bublin z nosiče a po té se nasycený nosič vysuší a zahřívá v rozmezí 200 až 650 °C·