DE69209109T2

DE69209109T2 - Feste-Phase-Extraktionsmedium

Info

Publication number: DE69209109T2
Application number: DE69209109T
Authority: DE
Inventors: Donald F Hagen; James D Luedtke; Craig G Markell
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1991-02-07
Filing date: 1992-01-29
Publication date: 1996-11-07
Anticipated expiration: 2012-01-30
Also published as: JP3102593B2; US5279742A; KR100198010B1; CA2059398C; CA2059398A1; JPH04334546A; KR920016123A; DE69209109D1; EP0498557B1; EP0498557A1

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Isolierung bzw. Abscheidung umgebungsgefährdender organischer Stoffe, wie zum Beispiel von Pestiziden, Phenolen und Explosivstoffrückständen, von Gasen oder wäßrigen bzw. organischen Lösungen. Bei dem Verfahren werden Festphasen- Extraktionsträger verwendet, die eine Polytetrafluorethylen- Fibrille-Matrix umfassen, in der Sorptionspartikel eingeschlossen sind. Gemäß einem anderen Aspekt wird ein neuartiger Artikel und ein gestapelter Artikel zur Verwendung als Extraktionsmedium offenbart.

Allgemeiner Stand der Technik

Extraktionsmedien und chromatographische Medien sowie Verfahren, die allgemein als Trennungstechnik beschrieben werden können, sind im Fach bekannt. Sie sehen ein Mittel zur Isolierung, Trennung und Analyse von Lösungsmischungen vor, wobei eine selektive Adsorption an Werkstoffen erfolgt, wie zum Beispiel an Nylon, Aluminiumoxid, Siliziumdioxid und gebundenem Siliziumdioxid. Es ist bekannt, daß bei der Dünnschichtchromatographie Dünnfilme verwendet werden, wie zum Beispiel mit einem Bindemittel (z.B. Kalziumsulfat) gemischtes Siliziumdioxid, daß für das Trennmittel an Glas haftet. Im besonderen werden isolierte Punkte bzw. Bänder gestaltet, die mechanisch getrennt und weiter untersucht werden können.
Das U.S. Patent US-A-4.153.661 offenbart ein Verfahren zur Herstellung einer Polytetrafluorethylen-Verbundfolie mit einer Polytetrafluorethylen-Matrix mit darin dispergierten Partikeln, die in Wasser im wesentlichen unlöslich sind. Die resultierende Folie ist außerordentlich biegsam, wie etwa Rehleder. Es wird davon ausgegangen, daß sich die Folie besonders als Elektronikisolator oder als halbdurchlässige Membrane eignet.
Das U.S. Patent US-A-4.373.519 offenbart eine gewickelte Verbundappretur mit einer PTFE-Matrix mit in der Matrix eingeschlossenen, wasserquellfähigen, hydrophilen Absorptionspartikeln, und wobei optional eine teilweise abdeckende Folie auf einer Oberfläche der Matrix aufgetragen wird. Es wird offenbart, daß die Partikel zwischen 40 und 90 Gewichtsprozent der gesamten zusammensetzung ausmachen können, wobei es sich dabei um bis zu 50% inerter Eigenschaftsmodifikationspartikel handeln kann. Beispiele für Eigenschaftsmodifikationspartikel sind unter anderem Siliziumdioxid, Kaolin, Talk, Bentonit, Vermiculit, usw. Die Folien werden als anschmiegsam und sämischlederähnlich beschrieben.
Die U.S. Patente US-A-4.565.663 und US-A-4.460.642, die zu dem U.S. Patent US-A-4.373.519 verwandt sind, offenbaren wasserquellfähige Verbundfolien mit einer Polytetrafluorethylen-Matrix, in der wasserquellfähige, hydrophile Absorptionspartikel eingeschlossen sind. Ebenso wie in dem U.S. Patent US-A-4.373.519, können die wasserquellfähigen Partikel zwischen 40 und 90 Gewichtsprozent der gesamten Zusammensetzung ausmachen, wovon es sich bei bis zu 50 Gewichtsprozent um inerte Eigenschaftsmodifikationspartikel, z.B. Siliziumdioxid, handeln kann. Die Folien werden als anschmiegsam und sämischlederähnlich beschrieben. Gemäß der Offenbarung können sie als chromatographische Stoffe verwendet werden. In Übereinstimmung mit der Offenbarung können bestimmte wasserquellfähige Kationenaustauschharze bei chromatographischen Anwendungen verwendet werden.
Die U.S. Patente US-A-4.810.381, US-A-4.906.378 und US-A- 4.971.736 offenbaren Verbundartikel, die eine Polytetrafluorethylen-Matrix umfassen, in der nicht-quellfähige Partikel eingeschlossen sind. Die Artikel eignen sich für chromatographische Anwendungen. Bei bis zu 30 Gewichtsprozent des gesamten Partikelanteils kann es sich um Eigenschaftsmodifikationspartikel handeln, zu denen Polymethacrylate, Styrol-Divinylbenzol-Copolymere und mit Siliziumdixod überzogenes Polyacrylamid gehören. Als Mittel zur Erhöhung der Weglänge sind gestapelte Schichten mit identischer Zusammensetzung beschrieben.
Bei Hagen u.a., Analytical Chimica Acta, 236 (1990) 157-164, wird ein Verfahren offenbart, bei dem in einer PTFE-Membrane eingeschlossene hydrophobe C&sub8;- und C&sub1;&sub8;- gebundene Siliziumdioxidpartikel als Alternative zu mit Partikeln gepackten Säulen für Feststoffextraktionsanwendungen eingesetzt werden.
Hochvernetzte copolymere Partikel aus Styrol und Divinylbenzol (XAD nichtionische polymere Adorptionsmittel) und hochvernetzte Methacryl-Copolymerpartikel (Amberchrom ) polymere Adsorptionsmittel, sind von Supelco, Inc., Bellefonte, PA, erhältlich. Octadecyl-gebundene Siliziumdioxidpartikel, bei denen es sich um eine andere Art von Adsorptionsmitteln handelt, sind von Varian Sample Preparation Products, Harbor City, CA, erhältlich.

Zusammenfassung der Erfindung

Kurz zusammengefaßt sieht die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Isolierung mindestens eines umgebungsgefährdenden organischen Verunreinigungsstoffes aus einem Fluid vor, wobei das Verfahren den Schritt des Leitens eines Fluids, das mindestens einen organischen Verunreinigungsstoff aufweist, durch mindestens ein Festphasen-Extraktionsmedium umfaßt, wobei das Medium folgendes umfaßt:
(a) eine Polytetrafluorethylen-Fibrille-Matrix, und
(b) in der Matrix eingeschlossene Sorptionspartikel, wobei die Partikel im geschwollenen Zustand eine Volumenveränderung von weniger 0,5 aufweisen, mit:
(1) mehr als 30 Gewichtsprozent spezifizierter poröser, organischer Partikel, und
(2) weniger als 70 Gewichtsprozent poröser, organischbeschichteter bzw. unbeschichteter anorganischer Partikel, wobei das Gewichtsverhältnis der Sorptionspartikel zu dem Polytetrafluorethylen im Bereich von 40:1 bis 1:4 und vorzugsweise im Bereich von 19:1 bis 4:1 liegt.
In einem weiteren Schritt kann der Verunreinigungsstoff durch Eluieren von dem Extraktionsmedium isoliert werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Offenbarung eignen sich das Festphasen-Extraktionsmedium und ein Stapel dieser Medien bzw. Träger für Anwendungen in der Trennungstechnik.
Offenbart wird gemäß einem weiteren Aspekt ein einzigartiges Verfahren zum Stapeln erfindungsgemäßer Festphasen- Extraktionsmedien, wobei die Partikel in einem Medium die gleiche oder eine andere Zusammensetzung aufweisen können wie andere Medien in dem Stapel.
In dieser Anmeldung gilt folgendes:
"Polar" bedeutet hydrophil und/oder wasserlöslich;
"Wasserlöslich" heißt, daß sich bei 20ºC mehr als 1,0 g in 100,0 g Wasser auflösen;
"Semipolar" heißt, daß sich bei 20ºC 0,01 g bis 1,0 g in 100, g Wasser auflösen;
"Unpolar" heißt, daß sich bei 20ºC weniger als 0,1 g in 100,0 g Wasser auflösen;
"Matrix" bezieht sich auf eine offenstrukturierte, eingeschlossene Mikrofasermasse;
"hydrophobe Partikel" bezieht sich auf Partikel mit niedriger Oberflächenpolarität, d.h. im Bereich von 0,1 bis 0,5;
"hydrophile Partikel" bezieht sich auf Partikel mit hoher Oberflächenpolarität (d.h. größer als 0,5);
"Fluid" bedeutet Gas oder Flüssigkeit;
"keramisch bzw. Keramikwerkstoff" bezieht sich auf unmetallische, anorganische Werkstoffe;
"direktes Phasensystem" bezieht sich auf eine mehr polare stationäre Phase mit einer weniger polaren beweglichen Phase;
"Umkehrphasensystem" bezieht sich auf eine weniger polare stationäre Phase mit einer mehr polaren beweglichen Phase;
"nichtquellfähige Partikel" bezieht sich auf Partikel mit einer Volumenänderung, wobei
Volumenveränderung = Vg - V&sub0;/ V&sub0; ist, von weniger als 0,5 bzw. von vorzugsweise weniger als 0,1 und am bevorzugtesten von weniger als 0,01, wobei es sich bei V&sub0; um das Partikelvolumen im geschwollenen bzw. aufgequollenen Zustand und bei V&sub0; um das Volumen der trockenen Partikel handelt;
"Partikel" bezieht sich auf Fasern mit einem Durchmesser von 1 bis 100 Mikrometern und mit einem Verhältnis der Länge zu dem Durchmesser von 1 zu 20, zusätzlich zu Partikeln wie etwa Körnchen, Kugeln oder Pulver, wie dies nachstehend beschrieben ist;
"selbsttragend" heißt, daß für den Artikel kein starrer Träger erforderlich ist; und
"sorbierend" heißt, fähig zum Aufnehmen und Halten durch Absorption oder Adsorption.
Die Verwendung der erfindungsgemäßen Medien bzw. Träger, die polymere Harzpartikel in Form von Extraktionsscheiben aufweisen, zeigt folgendes:
(1) überraschende Vorteile der Verwendung poröser organischer Partikel in einer PTFE-Matrix im Vergleich zu der reinen Verwendung organisch gebundener Siliziumdioxidpartikel in einer PTFE-Matrix, wobei wesentlich höhere Extraktionseffizienzen besonders von polaren und semipolaren Verunreinigungsstoffen erzielt werden, so daß keine Zusätze zu dem Wasser erforderkich sind, wie zum Beispiel von Salz oder Säure, und wobei unter Vorgabe quantitativer Abscheidegrade ein vereinfachtes Analyseverfahren vorgesehen wird. Desweiteren ist die Kapazität einer derartigen Scheibe für organische Verbindungen im Vergleich zu gebundenen Siliziumdioxidscheiben mindestens dreimal so groß;
(2) die vorteilhafte Verwendung gestapelter Scheiben, unabhängig davon, ob diese die gleiche Zusammensetzung aufweisen oder von unterschiedlicher Zusammensetzung sind, zur Erhöhung der Kapazität, der prozentualen Abscheidung und/oder der Unterscheidung von Verbindungen in Abhängigkeit von deren Polarität;
(3) die Verwendbarkeit von Scheiben mit einer Mischung unterschiedlicher Partikel, die einige Vorteile jeder unterschiedlichen Partikelart aufweisen können.
Für mehr polare Verunreinigungsstoffe eignen sich besonders Harzpartikel, im Gegensatz zu überzogenen bzw. gebundenen Partikeln. Im Vergleich zu der alleinigen Verwendung von C&sub1;&sub8;- gebundenem Siliziumdioxid weisen Harzpartikel, die aus Styrol- Divinylbenzol-Copolymeren, (Meth)acrylsäureesterpolymeren, Divinylbenzol-Polymeren oder Derivativen dieser ausgewählt werden, verbesserte prozentuale Abscheidungsgrade auf, d.h. eine verbesserte Extraktionseffizienz.
Es wird davon ausgegangen, daß es sich auf dem Gebiet um eine Neuigkeit handelt, Styrol-Divinylbenzol-Polymerpartikel in eine Polytetrafluorethylen-Fibrille-Matrix einzuschließen, um verunreinigende organische Verbindungen aus Fluids zu entfernen. Es wurde festgestellt, daß die Difusionskinetik im Vergleich zu dem Stand der Technik entsprechenden gepackten Partikelsäulen bzw. Betten bei gleichen bzw. verbesserten Abscheidungsgraden, eine wesentlich schnellere Fluidverarbeitung und Entfernung von Verunreinigungsstoffen ermöglicht.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

In den beigefügten Zeichnungen zeigen:
Figur 1 einen Stapel von zwei Scheiben, wobei es sich bei jeder Scheibe um ein erfindungsgemäßes Extraktionsmedium handelt; und
Figur 2 einen Stapel von fünf Scheiben, wobei es sich bei jeder Scheibe um ein erfindungsgemäßes Extraktionsmedium handelt.

Genaue Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele

Für die vorliegende Erfindung geeignete Partikel (bei denen es sich um einen einzigen Werkstoff oder um eine Kombination von Werkstoffen handeln kann) sind in einer wäßrigen Flüssigkeit und einer organischen Flüssigkeit, wie zum Beispiel Wasser, sowie in Ethylacetat und in der Eluierungsflüssigkeit unlöslich. In einer wäßrigen oder organischen Flüssigkeit bzw. in dem Eluierungsmittel, in das die Partikel hei 20ºC gemischt werden, lösen sich nicht mehr als 1,0 Gramm der Partikel in 100 g der Flüssigkeit bzw. des Mittels auf. Die Partikel werden aus mindestens einem der folgenden Stoffe ausgewählt: einem organischen, polymeren Polydivinylbenzol, einem Copolymer aus Styrol und Divinylbenzol (vorzugsweise 75-25 bis 99,99-0,01), Poly(meht)acrylsäureestern oder Derivaten dieser, die Ionenaustauschgruppen aufweisen, wie zum Beispiel sulfonierte oder aminierte Gruppen.
Zu den geeigneten optionalen Partikeln für die erfindungsgemäßen Zwecke gehören alle Partikel, die mit einem wasserunlöslichen bzw. organisch-unlöslichen, nichtquellfähigen Sorptionsmittel überzogen werden können, oder deren Oberfläche (außen und/oder innen) so abgeleitet werden kann, daß sie einen Überzug eines unlöslichen, nichtquellfähigen Sorptionsmittels vorsieht. Zu den optionalen Partikeln gehören anorganische Oxidpartikel, wie zum Beispiel Siliziumdioxid, Aluminiumoxid, Titandioxid, Zirkoniumdioxid und andere Keramikwerkstoffe, an die organische Gruppen kovalent gebunden sind. Bei bevorzugten anorganischen Oxidpartikeln handelt es sich um Siliziumdioxid und Zirkoniumdioxid, da diese im Handel erhältlich sind, wobei Siliziumdioxid besonders bevorzugt wird, da es sich besonders leicht zur Bindung einer Vielzahl hydrophober und hydrophiler Liganden und Überzüge auf dessen Oberfläche eignet.
Die unlöslichen, wäßrigen, nicht-quellfähigen Sorptionsüberzüge weisen im allgemeinen eine Dicke im Bereich einer molekularen Monoschicht bis etwa 100 Nanometer auf. Diese Partikel mit überzogenen bzw. beschichteten Oberflächen sind im Fach allgemein bekannt. Siehe zum Beispiel "Introduction to Modern Liquid Chromatography", Snyder und Kirkland, 2. Ausgabe, John Wiley & Sons, Inc. (1979) und "Journal of Chromatography", H. Figge u.a., 351 (1986), Seiten 393-408. Die Partikel umfassen ferner modifizierte Siliziumdioxidpartikel, Siliziumdioxidpartikel mit daran kovalent gebundenen organischen Grupper, zu denen vorzugsweise folgende Gruppen gehören: Cyanopropyl-, Cyclohexyl-, Phenyl-, C&sub2;- (Ethyl), C&sub4;- (Butyl), C&sub8;- (Octyl) und C&sub1;&sub8;-Gruppen (Octadecyl).
Bei den Überzügen, die auf anorganische Partikel aufgetragen werden können, kann es sich entweder um dünne mechanische Überzüge unlöslicher, nicht-quellfähiger Polymere, wie z.B. vernetzter Silikone, Polybutadiene, usw, oder um kovalent gebundene organische Gruppen handeln, wie zum Beispiel um aliphatische Gruppen mit veränderlicher Kettenlänge (z.B. C&sub2;, C&sub4;, C&sub8; und C&sub1;&sub8;) und organische Gruppen einschließlich aliphatischer und aromatischer Gruppen. Zu den bevorzugten Gruppen gehören Amino-, Cyano-, Hydroxyl-, Phenyl-, Cyclohexyl- und andere Gruppen, die die Polarität des Überzugs verändern. Es wird weiter bevorzugt, daß die kovalent gebundenen organischen Gruppen chiral sind. Das Siliziumdioxid bzw. ein anderes Trägerpartikel dient bzw. dienen in diesem Fall hauptsächlich als Träger für die organischen Überzüge, und die Partikel sind nicht quellfähig. Viele dieser beschichteten Partikel sind im Handel erhältlich (z.B. C&sub1;&sub8;-Siliziumdioxid mit gebundener Phase, Alltech, Deerfield, IL, oder Varian Sample Preparation Products, Harbor City, CA) . Unterschiede bezüglich der chemischen Zusammensetzung der Überzüge sorgen für eine Selektivität bei den molekularen Trennungen und der Polarität.
Zu den besonders bevorzugten Partikeln zur Verwendung bei der vorliegenden Erfindung gehören: Werkstoff Partikelgröße Warenzeichen Erhältlich von: hochvernetze Styrol- und Divinylbenzol-Copolymere, leistungsstarker Werkstoff* hochvernetzes Methacrylharz, leistungsstarker Werkstoff* hochvernetzes Styrol- und Divinylbenzol-Copolymer* hochvernetzes Methacrylcopolymer* Octadecylgebundenes Siliziumdioxid 50-100 Mikrometer 220-830 Mikrometer (Boden-bis-Durchschn. größe etwa 50 Mikrometer) 8 Mikrometer Amberchrom CG-161m Amberchrom CG-71m Amberlite XAD-2 Amberlite XAD-7 Supelco, Inc., Bellefonte, PA Varian Sample Preparation Products, Harbor City, CA *Offenbart in einem oder mehreren der folgenden U.S. Patente: US-A-4.501.826; US-A-4.382.124; US-A-4.297.220; US-A-4.256.840; US-A-4.4.224.415
Die jeweiligen Partikel können sphärisch, gleichmäßig und ungleichmäßig geformt sein. Partikel, die sich für die vorliegende Erfindung als nützlich erwiesen haben, weisen eine scheinbare Größe von 0,1 bis 150 Mikrometern auf. Bevorzugt wird eine Größe im Bereich von 0,1 bis 100 Mikrometern, wobei eine Größe im Bereich von 1 bis 100 Mikrometern darüber hinaus bevorzugt wird. Es hat sich in einigen Fällen als vorteilhaft erwiesen, Partikel mit zwei oder mehr Partikelgrößen einzusetzen, wobei diese Größen innerhalb des großen Bereichs liegen. Zum Beispiel können Partikel mit einer durchschnittlichen Größe im Bereich von 0,1 bis 30 Mikrometern, die eine chromatographische Aktivität aufweisen, in Verbindung mit Partikeln mit einer Durchschnittsgröße im Bereich von 1 bis 150 Mikrometern, die als Eigenschaftsmodifikatoren dienen, eingesetzt werden.
Während den Vorgängen des hohen Schermischens und der Kalanderoperationen kann eine gewisse Partikelgrößenreduzierung eintreten, was von der Zerfallsneigung der Partikel abhängig ist. Das heißt, daß die Partikel anfänglich verhältnismäßig groß sein können, jedoch im Enderzeugnis schließlich eine feinere Größe aufweisen. In manchen Fällen ist die Partikelgrößenreduzierung vor dem Mischen erforderlich.
Für die vorliegende Erfindung geeignete Partikel weisen eine Wassersorptionskapazität von weniger als 25 Gewichtsprozent und vorzugsweise von weniger als 5 Gewichtsprozent im Vergleich zu dem Partikelgewicht auf. Wie dies bereits festgestellt worden ist, sind Partikel, die aufgrund der Wasserquellfähigkeit Größenveränderungen aufweisen, weniger wünschenswert, da diese Größen- bzw. dimensionale Veränderungen, wie zum Beispiel eine Runzelung, in dem Artikel verursachen können.
Es können mehr als eine Art für die Erfindung geeigneter aktiver Sorptionspartikel in einem beliebigen Verhältnis vorgemischt werden, wobei die gesamten Sorptionspartikel im Bereich von mehr als 30 bis 100 Prozent mindestens einer Art spezifizierter organischer, polymerer Partikel vorhanden sind, vorzugsweise 35 bis 100 Gewichtsprozent, wobei 50 bis 100 Gewichtsprozent organischer, polymerer Partikel mehr bevorzugt werden, und mit 0 bis 70 Gewichtsprozent Gesamtpartikelanteil poröser, organisch-beschichteter bzw. unbeschichteter, anorganischer Partikel, vorzugsweise 0 bis 65 Gewichtsprozent, wobei 0 bis 50 Gewichtsprozent poröser, organisch-beschichteter bzw. unbeschichteter, anorganischer Partikel mehr bevorzugt werden.
Es kann von Vorteil sein, wenn andere, in Wasser nichtquellfähige Eigenschaftsmodifikatoren der Mischung der wäßrigen PTFE-Dispersion und dem Hauptpartikelmaterial hinzugefügt werden, um die erfindungsgemäßen Verbundartikel weiter zu verbessern bzw. zu modifizieren. Die Modifikationsteilchen können zum Beispiel chromatographisch inaktive Werkstoffe umfassen, wie zum Beispiel Glaskugeln mit geringem Oberflächeninhalt, die als Eigenschaftsmodifikatoren und Verarbeitungshilfsstoffe dienen. Farb- und Fluoreszenzpartikel können in geringen Mengen (bis zu 10 Gewichtsprozent der Partikel) hinzugefügt werden, um die zu trennenden Probenbestandteile besser sichtbar zu machen. Für Diagnosezwecke können chemisch aktive Partikel nützlich sein, die den pH-Wert oder die Acidizität der Bestandteilsbänder anzeigen.
Eine begrenzte Menge wasserquellfähiger Eigenschaftsmodifikatoren (d.h. bis zu 30 Gewichtsprozent, vorzugsweise weniger als 25 Gewichtsprozent, besser weniger als 10 Gewichtsprozent und am bevorzugtesten weniger als 1 Gewichtsprozent des Gesamtpartikelanteils) kann als Verarbeitungshilfsstoff nützlich sein. Zu diesen quellfähigen Eigenschaftsmodifikatoren gehören Stärke, Chitosan, modifizierte Stärken, wie zum Beispiel Sephadex und Sepharose (Pharmacia, Schweden), Agarose, Polyacrylamide, Zellulosederivate und beschichtete Partikel (z.B mit einem Polyacrylamid beschichtetes Siliziumdioxid). Wasserquellfähige, jedoch unlösliche Stoffe, können als dünner Überzug auf nichtquellfähigen Partikeln verwendet werden.
Wenn die Partikel hydrophob sind, wird bei dem bevorzugten Herstellungsverfahren des erfindungsgemäßen Artikels eine Emulsion aus Polytetrafluorethylen mit einem Maskierungsmittel verwendet, das hinzugefügt wird, um die hydrophobe Partikel/Wasser-Interaktion zu modifizieren und um eine schnelle Befeuchtung der Oberfläche der hydrophoben Partikel zu ermöglichen. Zu den bevorzugten Maskierungsmitteln gehören polare organische Verbindungen, wie zum Beispiel Alkohole, Amine, Säuren, usw., wobei Alkohole aufgrund ihrer wirksamen Entfernbarkeit, etwa. durch Lösemittelextraktion oder Trocknen nach der Gestaltung des Artikels, bevorzugt werden.
Der erfindungsgemäße Polytetrafluorethylen- Verbundfolienwerkstoff wird im besonderen durch Mischen der Partikel bzw. der Kombination von Partikeln, die mit einer Polytetrafluorethylenemulsion verwendet werden, vorbereitet, wobei das Mischen solange andauert, bis man eine einheitliche Dispersion erhält, woraufhin eine Menge eines Hilfsschmiermittels hinzugefügt wird, deren Größe bis zu ungefähr der Hälfte der Menge der gemischten Partikel betragen kann. Das Mischen erfolgt mit einer ausreichenden Menge von Hilfsschmiermittel, um die Sorptionskapazität der Partikel zu erhöhen, so daß die verlangte Porösität des resultierenden Artikels erreicht wird. Die bevorzugten Mengen für das Hilfsschmiermittel liegen im Bereich von 3 bis 300 Gewichtsprozent über der erforderlichen Menge zur Sättigung der Partikel. Die wäßrige PTFE-Dispersion wird danach mit der Mischung aus Partikel und Maskierungsmittel gemischt, so daß eine Masse gebildet wird, die eine kittartige bzw. teigartige Konsistenz aufweist. Hiermit wird festgestellt daß die Sorptionskapazität der Feststoffe der Mischung überschritten ist, wenn geringe Wassermengen nicht mehr ohne Trennung in die Masse beigemengt werden können. Es ist darauf zu achten, daß das Verhältnis von Wasser zu dem Maskierungsmittel nicht über 3:1 liegt. Dieser Zustand ist während dem ganzen Mischvorgang aufrecht zu erhalten. Danach wird die kittartige Masse intensiv gemischt, und zwar bei einer Temperatur und über einen Zeitraum, die ausreichen, um eine erste Fibrillierung der PTFE- Partikel zu bewirken. Vorzugsweise beträgt die Temperatur des Intensiven Mischvorgangs bis zu 90ºC, wobei der bevorzugte Temperaurbereich zwischen 0º und 90ºC gegeben ist, und wobei ein Temperaturbereich von 20 bis 60ºC mehr bevorzugt wird. Für die Erzielung der Extraktionsmedien und der chromatographischen Transporteigenschaften ist eine Minimierung des Mischens auf der spezifizierten Temperatur von wesentlicher Bedeutung.
Die Mischdauer für die Erzielung einer ersten Fibrillierung der PTFE-Partikel liegt normalerweise zwischen 0,2 bis 2 Minuten. Der erste Mischvorgang verursacht eine teilweise desorientierte Fibrillierung eines großen Teils der PTFE-Partikel.
Die erste Fibrillierung befindet sich 60 Sekunden nach dem Punkt im optimalen Zustand, wenn alle Bestandteile vollständig in die kittartige (teigartige) Konsistenz inkorporiert worden sind. Wenn der Mischvorgang über diesen Punkt hinaus andauert, führt dies zur Erzeugung einer Verbundfolie mit minderwertigerem Extraktionsmedium und mit minderwertigen chromatographischen Eigenschaften.
Bei den für das Intensivmischen erforderlichen Vorrichtungen handelt es sich um im Handel erhältliche Intensivmischvorrichtungen, die manchmal auch als Innenmischer, Knetmischer, doppelschauflige Stoßmischer, Intensivmischer oder Doppelschneckenkompounder bezeichnet werden. Der Sigmaschaufelmischer oder Sigma-Kneter, ist der am meisten verwendete Mischer dieser Art. Einige handelsübliche Mischer dieser Art werden unter den üblichen Bezeichnungen Branbury- Mischer, Mogul-Mischer, C. W. Brabender Prep-Mischer und C. W. Brabender Sigma-Kneter vertrieben. Es können auch andere Intensivmischvorrichtungen verwendet werden.
Die weiche, kittartige Masse wird danach auf eine Kalandervorrichtung übertragen, wo die Masse zwischen den Spalten in Kalanderwalzen kalandriert werden, wobei vorzugsweise eine Temperatur von bis zu 125ºC aufrechterhalten wird, wobei der bevorzugte Temperaturbereich 0º bis 100ºC oder besser 20 bis 60ºC beträgt, so daß eine zusätzliche Fibrillierung der PTFE-Partikel der Masse bewirkt wird sowie eine Konsolidierung, während der Wasseranteil der Masse mindestens auf dem Pegel nahe der Sorptionskapazität der Feststoffe gehalten wird, bis eine ausreichende Fibrillierung eintritt, um das verlangte Extraktionsmedium zu erzeugen. Vorzugsweise bestehen die Kalanderwalzen aus einem starren Werkstoff, wie zum Beispiel Stahl. Eine geeignete Kalandervorrichtung umfaßt ein Paar drehbarer, entgegengesetzter Kalanderwalzen, die jeweils beide erwärmt werden können, und wobei eine Walze zu der anderen eingestellt werden kann, um den Spaltz zwischen den beiden Walzen zu verringern. Normalerweise wird der Spalt für die erste Durchführung der Masse auf 10 Millimeter eingestellt, wobei der Spalt beim Fortschreiten der Kalanderoperationen solange verkleinert wird, bis eine entsprechende Konsolidierung eintritt. Am Ende der ersten Kalanderoperation wird die resultierende Folie gefaltet und danach um 90º gedreht, um eine blaxiale Fibrillierung der PTFE-Partikel zu erzielen. Bei einigen Extraktions- und chromatographischen Anwendungen können kleinere kotationswinkel (z.B. 20 bis weniger als 90º) bevorzugt werden, um die Kalandervorbelastung, d.h. die Fibrillierung und Orientierung in eine Richtung zu verringern. Übermäßiges Kalandrieren (im allgemeinen mehr als zweimal verringert die Porösität, was wiederum den Lösemittel Saugfähigkeitsgrad in TLC und die Durchflußgeschwindigkeit in dem Filtermodus reduziert.
Während dem Kalandrieren wird der Schmiermittelpegel der Masse mindestens auf einem Pegel gehalten, der die Absorptionskapazität der Feststoffe um mindestens 3 Gewichtsprozent übertrifft, bis eine ausreichende Fibrillierung eintritt, und um eine Porösität bzw. ein Hohlraumvolumen von mindestens 30% und von vorzugsweise 40 bis 70% des Gesamtvolumens zu erreichen. Die bevorzugte Schmiermittelmenge wird durch Messen der Porengröße des Artikels unter Verwendung eines Coulter-Porometers bestimmt, wie dies in den nachstehenden Beispielen beschrieben ist. Eine erhöhte Schmiermittelmenge lührt zu einer größeren Porengröße und zu einem größeren Gesamtporenvolumen.
Die Kalanderfolie wird dann unter derartigen Bedingungen getrocknet, die zum einen ein schnelles Trocknen fördern, wobei die Folie oder ein Bestandteil dieser dabei jedoch nicht beschädigt werden. vorzugsweise erfolgt das Trocknen bei einer Temperatur von weniger als 200ºC. Für das Trocknen wird die Verwendung eines Umluftofens bevorzugt. Die bevorzugte Trocknungstemperatur liegt im Hereich von 20ºC bis etwa 70ºC. Bei dem zweckmäßigsten Trocknungsverfahren wird die Verbundfolie bei Zimmertemperatur mindestens 24 Stunden lang getrocknet. Der Trocknungszeitraum ist abhängig von der Art der Zusammensetzung unterschiedlich, da einige Partikel Wasser länger halten als andere.
Bei einer Messung mit einer entsprechenden Zerreißprüfvorrichtung, wie zum Beispiel mit einer Zerreißprüfvorrichtung Instron (Canton, Massachusetts), weist die resultierende Verbundfolie vorzugsweise eine Zugfestigkeit von mindestens 0,5 MPa auf. Die resultierende Verbundfolie weist eine einheitliche bzw. gleichmäßige Porösität und ein Hohlraumvolumen von mindestens 30% des Gesamtvolumens auf.
Bei der für die Erzeugung der erfindungsgemäßen PTFE- Verbundfolie verwendeten wäßrigen PTFE-Dispersion handelt es sich um eine milchweiße, wäßrige Suspension feiner PTFE- Partikel. Kennzeichnenderweise umfaßt die wäßrige PTFE- Dispersion 30 bis 70 Gewichtsprozent Feststoffe, wobei es sich bei dem größten Teil dieser Feststoffe um PTFE-Partikel mit einer Partikelgröße im Bereich von 0,05 bis 0,5 Mikrometern handelt. Die handelsübliche wäßrige PTFE-Dispersion kann auch andere Bestandteile aufweisen, wie zum Beispiel oberflächenaktive Stoffe und Stabilisatoren, die eine kontinuierliche Suspension der PTFE-Partikel fördern.
Derartige wäßrige PTFE-Dispersionen sind zur Zeit von Dupont de Nemours Chemical Corp. erhältlich, und zwar zum Beispiel unter den Handelsbezeichnungen Teflon 30, Teflon 30B bzw. Teflon 42. Teflon 30 und Teflon 30B weisen 59 bis 61 Gewichtsprozent Feststoffe auf, bei denen es sich größtenteils um PTFE-Partikel mit einer Partikelgröße von 0,05 bis 0,5 Mikrometern handelt, sowie 5,5 bis 6,5 Gewichtsprozent (auf der Basis des Gewichts des Polytetrafluorethylenharzes) eines nichtionogenen Benetzungsmittels, bei dem es sich kennzeichnenderweise um Octylphenol-Polyoxyethylen oder Nonylphenol-Polyoxyethylen handelt. Teflon 42 umfaßt 32 bis 35 Gewichtsprozent Feststoffe und kein Benetzungsmittel, wobei es jedoch eine Oberflächenschicht eines organischen Lösemittels aufweist, um eine Evaporation zu verhindern. Im allgemeinen ist es wünschenswert, etwaig verbleibende Reste des oberflächenaktiven Stoffs und des Benetzungsmittels nach der Gestaltung des Artikels zu entfernen, wie zum Beispiel durch organische Lösemittelextraktion.
Siliziumdioxid ist von der Aldrich Chemical Co. (Milwaukee, WI) erhältlich. Zirkoniumdioxid ist von der Z. Tech Corporation (Bow, NH) erhältlich. Andere anorganische Oxide sind ebenso erhältlich (Aldrich Chemical Co.).
Die vorliegende Erfindung sieht eine neuartige Verbundkonstruktion sowie ein Verfahren für diese vor, wobei es sich bei der Verbundkonstruktion um eine gleichmäßige poröse Verbundfolie handelt, die nicht-wasserquellfähige Sorptionspartikel umfaßt, die gleichmäßig in einer Matrix verteilt sind, die aus verwickelten, fibrillierten PTFE-Fasern besteht. Bei dieser Konstruktion sind so gut wie alle Partikel voneinander getrennt, und wobei jedes Partikel in einem Käfig isoliert ist, der die Partikel auf allen Seiten durch ein fibrilliertes Ineinandergreifen der PTFE-Mikrofasern festhält. Die bevorzugte, neuartige, erfindungsgemäße Folie weist eine Dicke im Bereich von 125 bis 10.000 Mikrometern auf, wobei die Zugfestigkeit vorzugsweise mindestens 0,5 MPa beträgt, wobei sie auch bis zu 13,6 MPa betragen kann. Der Artikel ist iin wesentlichen gleichmäßig porös, so daß er sich für die Trenntechnik eignet. Der Artikel kann im besonderen auch bei der Festphasenextraktion eingesetzt werden, wobei der Artikel auch als chromatographischer Verbundartikel verwendet werden kann, der als eine selbsttragende Folie oder als Kombination von Folien zur Gestaltung eines Stapels eingesetzt werden kann, oder als Verbundfolie, die an einem Träger haftet, wie zum Beispiel an Glas, Papier, Metallen oder Polymeren.
Die PTFE-Partikelträgertechnik kann in einem ersten Modus nützlich sein, wobei der erfindungsgemäße Verbundartikel zur Vorkonzentration und Abscheidung bestimmter Stoffe zur weiteren Analyse durch hochauflösende Säulenchromatographie verwendet wird. In diesem Modus, der im Fach allgemein bekannt ist und der für gewöhnlich als Festphasenextraktion bezeichnet wird, werden der Lösemittel und Probenfluß in einem Winkel von 90 Grad zu der Folienoberfläche eingeführt. Dabei handelt es sich um eine herkömmliche Konfiguration, wobei die Trennweglänge gleich der Dicke der Folie ist. Die Weglänge kann durch das Stapeln zusätzlicher Schichten (Träger) erhöht werden, wobei die Zusammensetzungen der Schichten gleich bzw. verschiedenartig sein kann, und wobei die einzelnen Schichten nicht eng miteinander verbunden sind. Dieser Modus eignet sich für einstufige bzw. mehrstufige Adsorptions-Desorptions- Trennungen Dieser Modus ist unter Verwendung reaktiver Partikel, wie zum Beispiel von nicht-quellfähigen Ionenaustauschstoffen bzw. Sorptionspartikeln in den Betriebsarten der direkten Phase bzw. der Umkehrphase wirksam. Der Artikel sieht eine starke Adsorption des entsprechenden Bestandteils auf dem aktiven (nicht-quellfähigen) Partikel in dem Verbundstoff vor, wobei unerwünschte Bestandteile mit einem ersten Lösemittel ausgewaschen werden. Danach wird ein wirksameres Eluierungslösemittel zur Verschiebung des gewünschten Bestandteils von dem Partikel verwendet, so daß dieses in einer konzentrierteren und vereinheitlichten Form regeneriert wird.
Die erfindungsgemäßen Extraktions- und chromatographischen Verbundartikel können in einer Vielzahl von Größen und Formen vorgesehen sein. Vorzugsweise handelt es sich bei den Artikeln um folienähnliche Werkstoffe, die zum Beispiel in Scheibenbzw. Streifenform vorgesehen sind.
Die Verbundartikel können bei einer Vielzahl von Trennungen eingesetzt werden, wobei sich die Auswahl der Partikel für folgende Zwecke eignet: die größengeregelte Filterung bzw. den sterischen Ausschluß; für einfache einstufige bzw. mehrstufige Adsorptions-Desorptions-Trennungen bestimmter Bestandteile; zur Immobilisierung von Partikeln zur Ausführung von Ionenaustauschkonversionen und zur Abscheidung von Kationen und Anionen; zur Purifikation von Werkstoffen; und für chromatographische Trennungen und Analysen in passiven und Zwangsdurchlauf-Betrlebsarten; für hydrophobe Umkehrphasen- und Direktphasen-Chromatographie.
Die vorliegende Erfindung offenbart die Entdeckung eines Festphasenextraktions-Scheiben/Folien-Verbundwerkstoffs und eines Verfahrens, das sich zum Beispiel für die Entfernung verhältnismäßig polarer Verbindungen eignet, wie zum Beispiel von bestimmten Verunreinigungsstoffen aus Flüssigkeits- und Gasproben. Bei der Festphasenextraktion handelt es sich um eine Technik, bei der feste Teilchen, wie zum Beispiel Polymerstoffe, Siliziumdioxid, Aluminiumoxid oder Zirkoniumoxid, die mit unlöslichen polymeren Phasen oder mit kovalent gebundenen, organischen Liganden überzogen sind, dazu verwendet werden, bevorzugt organische Verbindungen zu Abscheidungszwecken aus Flüssigkeiten und Gasen zu adsorbieren. Bei repräsentativen polaren und semipolaren Verbindungen, die in den nachstehenden Beispielen beschrieben sind, handelt es sich um ein explosives (1,3,5,7-Tetranitro,-1,3,5,7- Tetraazacyclooctan) (HMX), einen explosiven Fremdstoff (Dinitrotoluol) und eine Reihe phenolischer Verbindungen, wie zum Beispiel Phenol, o-Kresol, 2-Nitrophenol, 4,6-Dinitro-o- kresol, 2,4-Dichlorphenol, 2,4,5-Trichlorphenol und 2,4,6- Trichlorphenol, wobei es sich um Verunreinigungsstoffe in Wasser handelt, die umgebungsgefährdend sind. Zu kennzeichnenden Pestiziden, die allgemein als semipolare Verbindungen angesehen werden, die aus wäßrigen Flüssigkeiten wiedergewonnen werder können, gehören Atrazin, Alachlor und Diazinon. Diese Verbindungen werden für gewöhnlich unter Verwendung von Flüsslg-Flüssig-Extraktionen, die in dem EPA- Verfahren 808, 625, usw. beschrieben sind, aus Wasser extrahiert. Es ist besonders wünschenswert die Flüssig-Flüssig- Extraktionsverfahren durch Festphasenextraktionsstoffe und Verfahren zu ersetzen, um die Extraktionslösemittelanwendung, die Extraktionszeit und die Umgebungsgefahren zu verringern bzw. ganz zu entfernen. Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die Verwendung eines Hybrids aus Säulenpartikeln und Membrantechniken offenbart, um ein Mittel zur Überwindung der Unzulänglichkeiten herkömmlicher Verfahren vorzusehen, und zwar bei deutlichen Kosten- und Zeiteinsparungen.
Das erfindungsgemäße Extraktionsmedium eignet sich auch zum Extrahieren bestimmter polarer Verunreinigungsstoffe, wie zum Beispiel von Phenolen aus unpolaren Flüssigkeiten, wie zum Beispiel Hexan.
Es ist bekannt, daß Festphasenextraktionen polarer Verbindungen aus Wasserproben geringe Abscheidungsgrade zur Folge haben, und zwar aufgrund der ungünstigen Verteilungskoeffizienten der Verbindungen zwischen Wasser und den herkömmlichen unpolaren stationären Festphasen, wie zum Beispiel C&sub1;&sub8;-gebundenem Siliziumdioxid. Dies gilt besonders dann, wenn große Wasservolumen verwendet werden, wobei das Probenvolumen größer ist als das Durchbruchvolumen der bestimmten Verbindung. Das Durchbruchvolumen ist als das Volumen definiert, bei dem die Kapazität des Sorptionspartikelbetts für einen bestimmten Verunreinigungsstoff überschritten wird, so daß ein Durchgang des Extraktionsmittels ohne wirksame Sorption möglich ist. Genauer handelt es sich um das Volumen, bei dem der Verunreinigungsstoff (der extrahierte Stoff) in dem Auslaßstrom aus dem Extraktionsmedium erfaßt werden kann. Zu den dem Stand der Technik entsprechenden Verfahren zur Überwindung des Problems einer unzulänglichen Abscheidung gehören: (1) die Verwendung kleinerer Probenvolumen, die kleiner sind als das Durchbruchvolumen; (2) die Zulässigkeit geringer Abscheidungsdaten, bei einer Bezeichnung des Ergebnisses als "semiquantitativ", oder (3) das Hinzufügen eines Zusatzes in die Wasserprobe, wie zum Beispiel von Natriumchlorid, um den Verteilungskoeffizienten zugunsten einer festen Phase zu verschieben. Keine dieser Lösungen ist jedoch besonders zufriedenstellend. Im Idealfall können polare Verbindungen unter Verwendung der gleichen Bedingungen isoliert werden, wie sie für weniger polare Verunreinigungsstoffe verwendet werden, wodurch ein universelles Festphasenextraktionsverfahren und Festphasen-Extraktionsmedien für viele Verunreinigungsstoffe vorgesehen werden, zu denen weniger polare Pestizide, polychlorinierte Biphenyle (PCB) und polynukleare, aromatische Kohlenwasserstoffe PAH) sowie mehrpolare Pestizide, Phenolderivate und Explosivstoffrückstände gehören.
Bei der Extraktion von Verbindungen bzw. Kombinationen von Verunreinigungsstoffen hat es sich als vorteilhaft erwiesen, einen Scheibenstapel (z.B. 2 bis 5 oder mehr) mit einer bzw. mehreren ausgewählten Partikelarten zu verwenden, wobei jeder eine optimale Extraktionswirksamkeit für einzelne Verunreinigungsstoffse aufweist. Die Auswahl der Eluierungslösemittel ist von den Verunreinigungsstoffen und dem Extraktionspartikel abhängig.
In Figur 1 umfaßt ein Stapel von Scheiben 10 die Scheiben 12 und 14, die sowohl identisch sein als auch unterschiedliche Partikel aufweisen können, so daß sie unterschiedliche Selektivitäten für unterschiedliche Verunreinigungsstoffe aufweisen.
In Figur 2 umfaßt ein Stapel von Scheiben 20 die Scheiben 22, 24, 26, 28 und 30, die alle sowohl identisch sein als auch unterschiedliche Partikel aufweisen können, so daß sie ein wirksames Extraktionsmedium vorsehen.
Die erfindungsgemäßen Extraktionsträger eignen sich besonders zur Abscheidung polarer, semipolarer und unpolarer organischer Verunreinigungsstoffe aus Fluids (Gasen und Flüssigkeiten). Im besonderen handelt es sich bei Explosivstoffrückständen, phenolischen Verbindungen und organischen Säuren um übliche Verunreinigungsstoffe von Erde, Luft und Wasser, wobei diese unter Verwendung der erfindungsgemäßen Lehren wirksam entfernt, konzentriert oder abgeschieden werden können. Die Abscheidungen können analytisch bzw. im großen Umfang ausgeführt werden.
Die Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die folgenden Beispiele näher veranschaulicht, wobei die in diesen Beispielen angeführten bestimmten Werkstoffe und deren Mengen sowie andere Zustände und Einzelheiten die Erfindung nicht einschränken.

BEISPIEL 1

Die Daten aus diesem Beispiel zeigen erhöhte Abscheidungsgrade von Verunreinigungsstoffen bei einer Festphasenextraktion unter Verwendung erfindungsgemäßer Artikel (Scheiben) im Vergleich zu Scheiben, die herkömmliche gebundene Siliziumdioxidpartikel umfassen, die in einer Polytetrafluorethylen-Matrix eingeschlossen sind.
A. (Vergleich) Eine Scheibe wurde wie folgt vorbereitet: Zehn Gramm von C&sub1;&sub8;-gebundenem Siliziumdioxid (Analytichem Int., Harbor City, CA) wurden in einen Becher mit einem Fassungsvermögen von 100 ml gegeben. Dieses Partikel weist eine Schmiermittelsorptionskapazität von ungefähr 75 Prozent des Partikelgewichts auf. 1,6 Gramm einer Polytetrafluorethylen- Harzemulsion (Teflon 30B, E. I. Dupont, Inc., Wilmington, Del.) wurden absatzweise in drei Teilen unter unterbrochenem starken Rühren hinzugefügt. Dadurch ergab sich ein Verhältnis von C&sub8;-gebundenem Siliziumdioxid zu PTFE von 90:10. Die Temperatur kann dabei bis zu 90ºC betragen, wobei sie vorzugsweise im Bereich von 0 bis 90ºC und am besten bei 23ºC liegt. Danach wurde während diskontinuierlichem Rühren in drei Teilen Schmiermittel (10,5 Gramm) hinzugefügt. Nach sorgfältigem Mischen dieser Bestandteile, bildete sich ein semikohärenter Stoff mit ausreichender physikalischer Integrität, die eine Entfernung des gesamten Inhalts des Bechers als eine einzige Masse ermöglichte. Diese Masse wurde danach durch zwei Walzen geführt, deren Temperatur auf 50ºC gehalten wurde. Die Walzen können auch auf einer Temperatur von bis zu 125ºC gehalten werden, wobei der Temperaturbereich vorzugsweise zwischen 0 und 100ºC und besser noch zwischen 20 und 60ºC liegt. Die Walzen weisen dabei einen Abstand von 0,5 cm auf, so daß ein Streifen des kohäsiven Werkstoffs erzeugt wird. Der resultierende Streifen wurde in drei Dicken gefaltet und daraufhin nach einer Drehung um 90 Grad bezüglich des vorherigen Durchlaufs durch die Walzen geführt. Der zyklische Vorgang des Faltens und erneuten Walzens in eine um 90º von dem vorherigen Durchgang gedrehte Richtung wurde mehrere Male wiederholt, so daß sich ein widerstandsfähiges, starkes, flaches Materialstück ergab. Der Werkstoff wurde danach entlang der Längsachse über eine Reihe von Walzendurchläufen kalandriert, wobei der Walzspalt auf immer kleinere Abstände eingestellt wurde, so daß sich ein kontinuierliches Band ergab. Das Band wurde danach zu einem mehrschichtigen Stück zusammengelegt, das danach wie vorstehend entlang der Längsachse kalandriert wurde, und zwar um 90º von der vorherigen Walzrichtung versetzt.
Danach konnte die kalandrierte Werkstoffolie in Luft 48 Stunden lang trocknen.
Reagenswasser in Anteilen von einhundert ml wurden einzeln mit einer Gruppe von Verbindungen mit Konzentrationen von 0,5 bis 20 mg/l (ppm) verstärkt, durch die Scheiben geleitet, die danach mit Acetonitril eluiert wurden (um die aus dem Wasser extrahierten konzentrierten Verunreinigungsverbindungen abzuscheiden) und die daraufhin durch Hochdruckflüssigkeitschromatographie analysiert wurden. Die Daten sind in der nachstehenden TABELLE 1 aufgelistet. Diese Ergebnisse an Scheiben von C&sub1;&sub8;-gebundenen Siliziumdioxidpartikeln, die in PTFE eingeschlossen sind, konnten durch mehrere Partikel am besten erzielt werden, zu denen Cyano-, Cyclohexyl- und C&sub1;&sub8;-gebundenes Siliziumdioxid gehören (C&sub1;&sub8;- und C&sub1;&sub8;-gebundenes Siliziumdioxid war von Varian Sample Preparation Products, Harbor City, CA, erhältlich). Die erste Spalte (A) zeigt die Daten unter Verwendung keiner Zusätze in dem Wasser, mit Ausnahme der üblichen 0,5% (Vol./Vol.) Methanol/Wasser, die zur Förderung der "Benetzung" der C&sub1;&sub8;-gebundenen Siliziumdioxidscheiben verwendet wurden. Die zweite Spalte (B) zeigt die Daten unter Verwendung der gleichen Scheibe, wobei dem Wasser jedoch 3,5% (Gew./Vol.) Natriumchlorid hinzugefügt wurden. Spalte C zeigt die Daten ohne Natriumchlorid, wobei der pH-Wert des Wassers jedoch auf 2 angepaßt wurde, und wobei die Daten in der Spalte D den Effekt eines pH-Werts von 2 und von 25% (Gew./Vol.) Natriumchlorid zeigen.
Die Daten aus TABELLE 1 veranschaulichen die positive Wirkung des Zusatzes von Natriumchlorid zur Verschiebung der Verteilung des Verunreinigungsstoffes aus dem Wasser zu dem Festphasen- Sorptionspartikel sowie die Anpassung des pH-Werts zur Unterdrückung der Ionisierung der Phenolderivate.
Die Abscheidungsgrade des explosiven HMX und von Phenol waren aus der 100 ml Wasserprobe gering, und zwar selbst bei hohen Salzkonzentrationen und Schritten zur Anpassung des pH-Werts, was anzeigt, daß ein Durchbruch bzw. eine unvollständige Sorption eingetreten ist.
B. (vorliegende Erfindung) Sorptionspartikel von Supelco, Bellefonte, PA, wurden unter Verwendung des folgenden Verfahrens in die PTFE-Matrix eingeschlossen: Für die Vorbereitung der Scheiben wurde das folgende Verfahren eingesetzt: Zwanzig Gramm Styrol-Divinylbenzol-Copolymer (Amberchrom CG-161m) wurden in einen Becher mit einem Fassungsvermögen von 100 ml gegeben. Zehn Gramm einer Polytetrafluorethylen-Harzemulsion (Fluon , ICI Americas, Inc., Wilmington, DE) wurden absatzweise in drei Teilen und unter diskontinuierlichem, starkem Rühren hinzugefügt. Daraus ergab sich ein Verhältnis des Copolymers zu dem Polytetrafluorethylen von 90:10. Die Temperatur kann bis zu 90ºC betragen, wobei sie vorzugsweise zwischen 0 und 90ºC und am besten bei etwa 23ºC liegt. Fünfundfünfzig Gramm Schmiermittel (Wasser/Isopropanol 70:30) wurden unter diskontinuierlichem starkem Rühren absatzweise in drei Teilen hinzugefügt. Nachdem diese Bestandteile sorgfältig gemischt worden sind, wurde ein semikohärenter Werkstoff mit ausreichender physikalischer Integrität gebildet, die es ermöglichte, den gesamten Inhalt des Bechers als eine einzige Masse zu entfernen. Die obige Masse wurde zwischen zwei Walzen hindurchgeführt, deren Temperatur 38ºC betrug. Ferner ist es möglich, die Temperatur der Walzen auf bis zu 125ºC, vorzugsweise zwischen 0 und 100ºC und am besten auf 20 bis 60ºC aufrecht zu erhalten. Der Zwischenabstand betug etwa 0,5 mm, so daß ein Streifen des kohäsiven Materials erzeugt werden konnte. Dieser Streifen wurde in drei Dicken gefaltet und danach durch die Walzen geführt, nachdem diese nach dem letzten Durchlauf um 90 Grad gedreht worden waren. Das zyklische Verfahren des Faltens und erneuten Walzens in eine aus der Richtung des vorherigen Durchlaufs um 90 Grad gedrehte Richtung, wurde mehrere Male wiederholt, so daß ein widerstandsfähiges, starkes, flaches Werkstoffstück erzeugt wurde. Der Werkstoff wurde danach entlang der Längsachse in einer Reihe von Walzendurchläufen katandriert, wobei der Walzenabstand immer kleiner gemacht wurde, um ein kontinuierliches Band zu erzeugen. Das Band wurde gefaltet, so daß sich ein mehrschichtiges Stück ergab, das danach wie vorstehend entlang der Achse kalandriert wurde, und zwar in eine von der vorherigen Walzrichtung um 90 Grad versetzte Richtung.
Danach wurde die kalandrierte Werkstoffolie in Luft 24 Stunden lang getrocknet.
Die aus der Folie in entsprechende Größen geschnittenen kalandrierten Werkstoffscheiben wurden zur Extraktion unter den gleichen Bedingungen wie für die TABELLE 1 verwendet, jedoch ohne jegliche Wasserzusätze, mit Ausnahme von 0,5% Methanol.
Bei den Sorptionspartikeln handelte es sich um Amberchrom CG- 161m (Supelco, Bellefonte, PA), wobei es sich um ein Styrol- Divinylbenzolharz mit verhältnismäßig großen Partikeln (50- 100µm) handelt. 100 ml Wasser wurden gemäß der vorstehenden Beschreibung extrahiert, jedoch ohne Säure bzw. Natriumchlorid, wobei jeweils 0,5% (Vol./Vol.) Methanol/Wasser hinzugefügt: wurden. Zusätzlich folgten auf die übliche Acetonitrileluierung zwei 1 ml Ethylacetateluierungen der Scheibe. Ethylacetat ist weniger polar als Acetonitril, wobei es auch ein wirksameres Eluierungslösemittel als Acetonitril darstellt. Die Ergebnisse dieses Versuchs sind in der später im Text folgenden TABELLE II ausgeführt. Die Daten in der Spalte E beziehen sich auf das Harz Amberchrom CG-161 in 100 ml Wasserproben ohne Salz und Säure, bei einer Extraktion innerhalb von 24 Minuten. Die Daten in der Spalte F unterscheiden sich dadurch, daß 100 ml Wasserproben verwendet wurden, wobei die Extraktion innerhalb von 30 Minuten erfolgte. Für die in den Spalten G und H erzielten und aufgeführten Daten wurden die gleichen Volumen und Zustände wie in der Spalte E verwendet, wobei die 100 ml Proben jedoch innerhalb von 12 bzw. 72 Sekunden durch die Scheibe mit einer Dicke von 47 mm geführt wurden.
In allen Fällen erfolgte die Eluierung unter Verwendung des normalen Acetonitril-Lösemittels, gefolgt von zwei 1 ml Anteilen des Ethylacetat-Lösemittels, die direkt der Scheibe hinzugefügt wurden.
Die Daten aus TABELLE II zeigen, daß die Harzpartikel Amberchrom CG-161m mit einem Eluierungslösemittel, das stärker (im Sinne von weniger polar) ist als Acetonitril [relative Polaritäten von Lösemitteln sind in L.R. Snyder, Journal of Chromatography, 92, 223, (1974) und in L.R. Snyder, Journal of Chromatographic Science, 16, 223, (1978) angegeben], quantitative Abscheidungsgrade der Phenole ohne den Zusatz von Säure oder Salz ergeben können. Dies steht im Gegensatz zu den Daten aus den Spalten B, C und D aus TABELLE I, wobei verbesserte Abscheidungsgrade dabei den Zusatz von Salz und/oder Säure zu der Probenflüssigkeit erforderten. Ferner zeigen die Daten, daß diese Abscheidungsgrade unter Verwendung erfindungsgemäßer Träger mit Styrol-Divinylbenzolharz stark von der Durchflußmenge abhängig sind, die eine Kinetik anzeigt, die im Vergleich zu herkömmlichen C&sub1;&sub8;-Siliziumdioxid verhältnismäßig langsam ist, wobei es möglich ist, einen Liter Wasser in weniger als 2 Minuten zu verarbeiten, und zwar mit 100-prozentiger Abscheidung. Diese Abhängigkeit von der Durchflußmenge kann entweder eine Funktion der verhältnismäßig großen Partikelgröße des Harzes Amberchrom CG-161m sein, der Struktur der verhältnismäßig lockeren (porösen) Scheibe, oder eine Grundeigenschaft der Porenstruktur des Harzes und/oder der Sorptionsinteraktion.
Die Daten der Einliter-Probe (Spalte F) zeigen ferner eine überraschend hohe Kapazität der Scheibe für diese Verbindungen. Wenn die prozentualen Abscheidungen aus der Spalte F mit dem Gesamtgewicht dieser Verunreinigungsverbindungen, mit denen die Einliter-Wasserprobe konzentriert worden ist, multipliziert werden, so handelt es sich bei dem Ergebnis um das Gesamtgewicht der auf der 240-mg-Scheibe gehaltenen Verunreinigungsstofte. Dieses Gewicht der Verunreinigungsstoffe beträgt 25 Prozent des Gewichts der Scheibe, wobei dies wesentlich mehr ist als die übliche prozentuale Gewichtskapazität, die häufig für C&sub1;&sub8;-gebundenes Siliziumdioxid angegeben wird. TABELLE I (Vergleich) Verunreinigungsstoff % Abscheidung Phenol o-Kresol 2-Nitrophenol 2,6-Dinitrotoluol 4,6-Dinitro-o-kresol 2,4-Dichlorphenol 2,4,5-Trichlorphenol 2,4,6-Trichlorphenol TABELLE II Verunreinigungsstoft % Abscheidung Phenol o-Kresol 2-Nitrophenol 2,6-Dinitrotoluol 4,6-Dinitro-o-kresol 2,4-Dichlorphenol 4,6-Dinitro-o-kresol 2,4,5-Trichlorphenol 2,4,6-Trichlorphenol

BEISPIEL 2

Eine ähnliche Versuchreihe (unter Verwendung von Scheiben, die gemäß dem BEISPIEL 1, A und B vorbereitet wurden) wurde zur Bewertung der Abscheidungsgrade der Gruppe von Verbindungen aus Beispiel 1 durchgeführt, und zwar unter Verwendung erfindungsgemäßer gestapelter Scheiben. Bei dem Versuch wurden 100 ml Wasserproben ohne Säure bzw. Salz verwendet, und die nachstehend angegebenen Scheiben wurden jeweils übereinander gestapelt und danach auf der Filtervorrichtung positioniert. Die Eluierung wurde unter Verwendung von zwei 5 ml Teilen Acetonltril-Lösemittel durchgeführt, die das Glas spülten, woraufhin zwei 1 ml Teile Ethylacetat-Eluierungslösemittel direkt auf die Scheibe gegeben wurden. Die Ergebnisse sind in der folgenden TABELLE III aufgelistet. Die Spalte 1 zeigt die Daten unter Verwendung von C&sub1;&sub8;-gebundenem Siliziumdioxid auf der Scheibe, die das Harz Amberchrom CG-161m aufweist, und zwar bei einer Eluierung mit beiden Lösemitteln. In der Spalte J befindenden sich die Daten der C&sub1;&sub8;-gebundenen Siliziumdioxidscheibe auf der Harzscheibe aus Amberchrom CG- 161m, wobei diese jedoch nur mit den beiden 5 ml Teilen Acetonitril eluiert worden ist. In der Spalte K finden sich die Ergebnisse der unteren Harzscheibe aus Amberchrom CG-161m, die von der oberen C&sub1;&sub8;-gebundenen Siliziumdioxidscheibe getrennt und mit beiden Lösemitteln eluiert worden ist. In der Spalte L finden sich die Ergebnisse der obenen C&sub1;&sub8;-gebundenen Siliziumdioxidschicht, die von der Harzscheibe aus Amberchrom CG-161m getrennt und mit beiden Lösemitteln eluiert worden ist. Die Scheiben aus den Spalten K und L wurden für den Extraktionsschritt gestapelt, wobei die Scheiben aus den Spalten K und L danach für den Eluierungsschritt getrennt wurden. Bei den Daten in der Spalte M handelt es sich um die Summe der Daten in den Spalten K und L, das heißt um die Gesamtabscheidung dei getrennt eluierten Scheiben.
Aus der Verwendung gestapelter Scheiben ergeben sich einige überraschende Ergebnisse. Als erstes zeigen die Daten aus der Spalte J aus TABELLE III, daß das Acetonitril-Lösemittel die hydrophoben Verbindungen aus der C&sub1;&sub8;-Scheibe durch die Harzscheibe aus Amberchrom CG-161m eluiert hat. Zweitens und was von größerer Bedeutung ist, ergab das Stapeln der Scheiben und das darauffolgende, getrennte Eluieren dieser, zusätzliche Informationen bezüglich der Verbindungsarten in jedem Eluierungsteil, wie dies in den Spalten K und L aus TABELLE III dargestellt ist. Wenn eine Verbindung auf der oberen C&sub1;&sub8;- gebundenen Siliziumdioxidscheibe gut erhalten blieb, so wurde daraus abgeleitet, daß die Verbindung verhältnismäßig hydrophob bzw. unpolar ist. Wenn eine Verbindung andererseits auf der oberen C&sub1;&sub8;-gebundenen Siliziumdioxidschicht nicht gehalten wurde, aber quantitativ auf auf der unteren Harzscheibe aus Amberchrom CG-161m erhalten blieb, so wurde daraus abgeleitet, daß die Verbindung verhältnismäßig polar bzw. hydrophil ist. In einem weiteren Schritt kann ein Verhältnis des Abscheidungsgrads von der C&sub1;&sub8;-Scheibe zu dem Abscheidungsgrad von der Amberchrom CG-161m Scheibe als qualitative Bestätigung der Identität der Verbindung hergestellt werden. Das Verhältnis für die Spitze von der unbekannten Verbindung kann mit dem Verhältnis für eine bekannte Bezugsverbindung verglichen werden. Dieses Verhältnis liefert einen nützlichen zweiten Beweis, der sich auf die Identität einer Verbindung aus einer chromatographischen Spitze bezieht, und zwar zusätzlich zu den erhaltenen Daten, wobei das Verhältnis in der Gaschromatography und in der Hochdruckflüssigkeitschromatographie verwendet werden kann. Damit dieses Verhältnis wirksam ist, muß die C&sub1;&sub8;- Scheibe auf der Scheibe aus Amberchrom CG-161m verwendet werden, da ansonsten alle Verbindungen auf der oberen Scheibe aus Amberchrom CG-161m gehalten werden würden, wobei dem Analytiker dadurch keine neuen Informationen gegeben werden würden.
Die Spalte N (Vergleich) umfaßt Daten von zwei übereinander gestapelten C&sub1;&sub8;-Scheiben, die nur mit dem Acetonitril- Lösemittel eluiert worden sind. Die Daten aus der Spalte N der gestapelten C&sub1;&sub8;-Scheiben zeigen einen Abscheidungsgrad der schlecht erhaltenen Verbindungen, der etwa das Zweifache des Abscheidungsgrads einer einzigen C&sub1;&sub8;-Scheibe (Tabelle I, Spalte A) darstellte. Diese Daten veranschaulichen die Nützlichkeit gestapelter Scheiber zur Erhöhung des Abscheidungsgrads und des Durchbruchvolumens für schlecht erhaltene Verbindungen. Ferner können die gestapelten Scheiben die Kapazität eines Filter/Extraktionsversuchs für Proben erhöhen, die hohe Anteile aufgelöster organischer Stoffe aufweisen, oder die stark verschmutzt sind. Schließlich kann die untere Scheibe einer Gruppe mehrerer Scheiben dazu verwendet werden, eine Überladung der oberen Scheibe bzw. einen Durchbruch von der oberen Scheibe zu erfassen, wodurch angezeigt wird, daß die Analysedaten zweifelhaft sind (letzteres ist bei der Luftprobenentnahme häufig der Fall, wobei die Probenrohre Verstärkungsabschnitte aufweisen, um einen Durchbruch zu erfassen). TABELLE III Verunreinigungsstoff % Abscheidung Phenol o-Kresol 2-Nitrophenol 2,6-Dinitrotoluol 4,6-Dinitro-o-kresol 2,4-Dichlorphenol 2,4,5-Trichlorphenol 2,4,6-Trichlorphenol
Es hat den Anschein, als ob bei 4,6-Dinitro-o-kresol eine niedrigerer pH-Wert eine wirksamere Extraktion bewirken würde.

BEISPIEL 3

Das Harz Amberchrom CG-71m, eine Acrylharzkugel (Supelco, Bellefonte, PA), wurde unter Verwendung der Verunreinigungsstoffe und Verfahren aus Beispiel 1B bewertet, mit der Ausnahme, daß es sich bei den Partikeln um Amberchrom CG-71 handelte, und daß die Schmiermittelmenge 40 g betrug. Geprürt wurden ferner Scheiben, in denen sich folgende Partikelmischung befand: 20% Amberlite XAD-2; 80% gebundenes Siliziumdioxid. Die Partikel wurden mit 90% Partikeln und 10% PTFE homogen in die Scheibe gemischt. Die 100 ml Wasserproben wiesen kein Salz bzw. keine Säure auf. Die Eluierung wurde unter Verwendung von Acetonitril- und Ethylacetat-Lösemitteln durchgeführt, wie dies in BEISPIEL 1 beschrieben ist. Die Ergebnisse sind in TABELLE IV dargestellt. Die Daten in der Spalte P beziehen sich auf das Harz Amberchrom 71, während sich die Daten in der Spalte Q auf die Mischung Amberlite XAD-2/C&sub1;&sub8; beziehen.
Die Daten aus TABELLE IV zeigen gute Abscheidungsgrade für das Harz Amberchrom 71. TABELLE IV Verunreinigungsstoff % Abscheidung Phenol o-Kresol 2-Nitrophenol 2,6-Dinitrotoluol 4,6-Dinitro-o-kresol 2,4-Dichlorphenol 2,4,5-Trichlorphenol 2,4,6-Trichlorphenol

BEISPIEL 4

Zum Abschluß der Versuche an polaren Verbindungen wurden die Vebindungen, die an den C&sub1;&sub8;-gebundenen Siliziumdioxidscheiben (vorbereitet gemäß Beispiel 1A) so gut funktionierten, d.h. Pestizide, mit den partikelhaltigen Scheiben mit Amberchrom CG- 161m und den harzpartikelhaltigen Scheiben mit Amberchrom CG- 71m (vorbereitet gemäß Beispiel 3) geprüft, um festzustellen, ob die Harzscheiben mit Amberchrom CG-161m und Amberchrom CG- 71m für eine Reihe von Schmutzstoffen oder organischen Verbindungen in Wasser verwendet werden können, und zwar mit einem umfassenden Polaritäts- und Funktionalitätsbereich. Die Größe der Wasserprobe lag bei einem Liter, der mit etwa 100 µg/L der drei Pestizide aus TABELLE V angereichert wurde. Das Wasser wurde relativ langsam gefiltert/extrahiert, da bei den großen Harzpartikeln von einer langsamen Trennungskinetik ausgegangen worden ist. Ein Liter wurde innerhalb von etwa 2 Stunden gefiltert. Die Eluierung erfolgte unter Verwendung von zwei 3 ml Teilen des Acetonitril-Lösemittels, gefolgt von zwei 1 ml Teilen Ethylacetat-Lösemittel auf der Scheibe. Bei dem einzigen Zusatz in ciem Wasser handelte es sich um die üblichen 0,5% Methanol zu Zwecken der "Benetzung". Die Ergebnisse sind in der TABELLE V dargestellt. Die Daten aus der Spalte R beziehen sich auf die Erzeugung einer C&sub1;&sub8;-gebundenen Siliziumdioxidscheibe (Varian Sample Preparation Products, Harbor City, CA). Die Daten aus der Spalte S beziehen sich auf eine Harzscheibe mit Amberchrom CG-71m, wobei sich die Daten aus der Spalte T aut eine Harzscheibe mit Amberchrom CG-161m beziehen.
Die Daten aus der TABELLE V zeigen, daß sich Harzscheiben mit Amberchrom CG-161m und mit Amberchrom CG-171m gut als C&sub1;&sub8;- gebundene Siliziumdioxidscheiben für Pestizide eignen, die aufgrund ihrer unterschiedlichen Funktionalitäten ausgewählt wurden. TABELLE V Verunreinigungsstoff % Abscheidung Vergleich Atrazin Alachlor Diazinon

BEISPIEL 5

Eine Scheibe mit den Abmessungen 25 mm x 0,5 mm, die ein makroporöses, vernetztes Styrol-Divinylbenzol-Copolymer mit 3- 10 Mikrometern (Sarasep, Inc., Santa Clara, CA) aufwies, wurde in einer Halteeinrichtung aus rostfreiem Stahl positioniert und zur Luftprobe verwendet, wie dies allgemein üblich ist (siehe ASTM-Verfahren D 4861-88). Die Scheiben wurden unter Verwendung des Verfahrens aus Beispiel 1B vorbereitet, mit der Ausnahme, daß das Partikelgewicht 32 g betrug, wobei das Gewicht der PTFE-Emulsion 16 g und das Gewicht von Schmiermittels Wasser/Isopropanol im Verhältnis 50:50 40 g betrug. In einen Dampfgenerator wurden jeweils fünfhundert Nanogramm fünf herkömmlicher phosphorhaltiger organischer Pestizide gegeben, wobei die Dämpfe unter Einsatz einer Stickstoffströmung mit positivem Druck mit einer Probengeschwindigkeit von einem Liter pro Minute 18 Stunden und 30 Minuten lang durch die Scheibe gesaugt wurden, was ein Gesamtvolumen von 1110 Litern ergab.
Danach wurden die Scheiben aus der 25-mm-Halteeinrichtung entfernt und mit 1 ml Ethylacetat unten in einen Becher gegeben. Nach 30 Minuten mit gelegentlichem Schütteln bzw. Rühren, wurde das Ethylacetat, das die Pestizide aus der Scheibe desorbiert hatte, durch Gaschromatographie mit einem Stickstoff-Phosphor-Detektor analysiert. Die Probeneffizienz (prozentuale Abscheidung) wurde durch einen Vergleich der Spitzenbereiche der Probe mit denen von Normalwerten bestimmt. Die Ergebnisse sind in der TABELLE VI aufgelistet. Die Abscheidungsgrade zeigen mit Ausnahme von Malathion, das unter diesen Bedingungen abbaut, daß die Scheibe mit den vernetzten Styrol-Divinylbenzol-Copolymerteilchen als Luftprobenmedium wirksam ist.
Dabei handelt es sich um wesentlichen Fortschritt auf dem Gebiet von Luftproben, da für das in dem obigen ASTM-Verfahren beschriebene Standardverfahren große Lösemittelmengen für die Vorextrahierung von Unreinheiten aus dem Standard- Polyurethanschaum-Sorptionsmittel voraussetzt, sowie große Lösemittelmengen für die Extraktion der Verunreinigungsstoffe aus dem Polyurethanschaum-Sorptionsmittel nach der Probenentnahme. Durch die Verwendung der oben beschriebenen Scheibe, bei der nur wenige Milliliter Lösemittel für die Vorextraktion von Unreinheiten und nur ein Milliliter Lösemittel für die Extraktion der Verunreinigungsstoffe verwendet werden, können die Lösemittelmenge, die erforderliche Zeit, und der erforderliche Arbeitsaufwand verringert werden. TABELLE VI Verbindung prozentuale Abscheidung Dichlorvos Diazinon Parathion Malathion Chlorpyrifos
Für den Fachmann sind verschiedene Modifikationen und Abänderungen der vorliegenden Erfindung ersichtlich, ohne dabei vom Umfang der Erfindung abzuweichen, wobei hiermit festgestellt wird, daß die vorliegende Erfindung nicht auf die hierin ausgeführten veranschaulichenden Ausführungsbeispiele beschränkt ist.

Claims

1. Extraktionsmedium, mit:

(a) einer Polytetrafluorethylen-Fibrille-Matrix, und

(b) in der Matrix eingeschlossenen Sorptionspartikeln,

wobei die Partikel im geschwollenen Zustand eine Volumenveränderung von weniger 0,5 aufweisen, wobei die Volumenveränderung = Vg - V&sub0;/V&sub0;, wobei es sich bei V&sub0; um das Partikelvolumen im geschwollenen Zustand und bei V&sub0; um das Volumen der trockenen Partikel handelt, mit:

(1) mehr als 31 Gewichtsprozent poröser, organischer Partikel, die aus einem Copolymer aus Styrol-Divinylbenzol, einem Poly(meth)acryksäureester, einem Polydivinylbenzol oder einem Derivat der vorstehenden Stoffe ausgewählt werden, und

(2) weniger als 70 Gewichtsprozent poröser, organischbeschichteter bzw. unbeschichteter anorganischer Partikel, wobei das Gewichtsverhältnis der Sorptionspartikel zu dem Polytetrafluorethylen im Bereich von 40:1 bis 1:4 liegt, wobei es sich bei dem Meduim um ein Festphasen-Extraktionsmedium handelt.

2. Medium nach Anspruch 1, wobei die organisch-beschichteten anorganischen Partikel mindestens einen der folgenden Stoffe umfassen: Siliziumdioxid, Aluminiumoxid, Titandioxid und Zirkoniumdioxid, wobei mit diesem Stoff eine aliphatische oder aromatische organische Gruppe verbunden ist.

3. Medium nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei es sich bei den organisch-beschichteten anorganischen Partikeln um Silizumdioxid handelt, und wobei die organische Gruppe aus folgenden Gruppen ausgewählt wird: Amino-, Hydroxyl-, Cyano-, Cyclohexyl-, Phenyl-, Ethyl-, Butyl-, Octyl- und Octadecyl-Gruppen.

4. Medium nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Moleküle des organischen Überzugs chiral sind.

5. Medium nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Sorptionspartikel im geschwollenen Zustand eine Volumenveränderung von weniger als 0,1 aufweisen.

6. Medium nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Medium in Form einer Scheibe gegeben ist.

7. Medium nach Anspruch 6, wobei die Scheibe Teil eines Stapels ist, der mindestens eine weitere Scheibe umfaßt, die der Scheibe gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 entsprechen oder sich von dieser unterscheiden kann.

8. Verfahren zur Abscheidung mindestens eines organischen Verunreinigungsstoffes aus einem Fluid, wobei das Verfahren folgende Schritte umfaßt:

Durchleiten eines Fluids, das mindestens einen organischen Verunreinigungsstoff aufweist, durch mindestens ein Festphasen- Extraktionsmedium gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, und optionales Eluieren dieses mindestens einen Verunreinigungsstoffes aus dem Extraktionsmedium, und zwar mit einem entsprechenden Lösemittel.

9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei es sich bei dem Verunreinigungsstoff um mindestens einen der folgenden Stoffe handelt: ein Pestizid, einen Explosivstoffrückstand oder eine phenolische Zusammensetzung.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, wobei es sich bei dem Fluid um eine Flüssigkeit handelt.