Сорбент для хроматографии

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 290678 (21) 2636001/23-26с присоединением заявки Йф(51)М. Кл.2 В 01 У 1/22 В 01 0 15/08 С 01 И 31/08 Государственный комитет СССР о делаи изобретений н открытий(71) Заявитель московский ордена ленина и ордена трудового красного знамени государственный университет им, М.В.Ломоносова(54) СОРБЕНТ ДЛЯ ХРОМАТОГРАФИИ Изобретение относится к способам приготовления сорбентов и может бытьиспользовано для разделения металлов в растворах, в частности, для разделения металлов методом хроматографии.Известно использование в качестве сорбентов для хроматографического разделения металлов ионитов, представляющих собой органическую матрицу, содержащую катион- или анионообменивающие, а также комплексующие группы 1.Несмотря на то, что иониты широко применяются на прокатке, они имеют существенные недостатки, заключающиеся в том, что вследствие органической природы матрицы, которая обладает гидрофобными свойствами, ионит необходимо длительное время (зависящее от степени сшивки) выдерживать в водном растворе для его набухания; вследствие медленной дифФузии ионов через органическую матри цу время установления адсорбционного равновесия исчисляется часами; получения ионитов трудоемкое; воспроизводимость их ионообменных свойств недостаточная, сильно зависящая от степени сшивки; изменение удельногообъема ионитов, происходящее призамене ионов, сильно отличающихсяпо размеру, и обусловливает гидродинамические затруднения,Наиболее близкими к предлагаемому сорбенту по техничеСкой сущностии достигаемому результату являютсясорбенты для хроматографии, представляющие собой минеральный носитель,пропитанный комплексообразующимивеществами 2,Сорбенты получают путем адсорбциина поверхности носителя - угля, окиси алюминия комплексообразователей,в частности диметилглиоксима, диэтилдитиокарбамата, оксихинолина, Фениларсоновой кислоты, И-бензол-И-фенилгидроксиламина и таннина,Недостатками описанных сорбентовявляются длительность установленияравновесия между сорбентом и.раствором - 3-4 суток при комнатной температуре, 12 часов при сорбции при95 С. Вследствие низкой скоростиустановления адсорбционного.равновесия скорость пропускания растворачерез колонку с сорбентом составлят 0,24 мл/мин см; недостаточнаястабильность сорбентов во времени особенно в случае применения кэмплексообразователей хорошо растворимых в воде (диметилглиоксим. таннин) и при повышенных температурах обусловленная смыванием адсорбированного комплексообразователя. Для предотвращения загрязнения раствора используют вторую колонку с немодифицированным сорбентом, на котором происходит поглощение комплексообразователя, смытого из первой колонки; неоднородность адсорбционных центров при малых степенях заполнения поверхности (до 5 мас,%) . Вследствие. неполного покрытия поверхности угля комплексообразователем наблюдается ионный обмен на кислотных группах .носителя, Совместное присутствие на поверхности комплексообразующих и ионообменивающих центров снижает эффективность хроматографического разделения, увеличение же степени заполнения (более 10 масс.%) приводит к образованию полимслекулярных слоев, что вызывает ухудшение массообмена,Цель изобретения - ускорение грсцесса хроматографирования и увеличение стабильности действия сорбента во времени.Цель достигается предложенным сорбентом, содержащим 4.0-10,0 масс.Ъ Г -хлорпропилтрихлорсилана, 1,2- 2,4 масс.Ъ этилендиамина и остальное силикагель марки Силохром Св качестве носителя. Предложенный сорбент получают нагреванием смеси содержащей силикагель и -хлорпропилтрихлорсилан в количестве 4,0-10,0 масс,Ъ, с последующей обработкой полученного материала спиртовым раствором этилендиамина при нагревании. уменьшение содержания -хлорпропилтрихлорсилаНа ниже 4 приводит к симбатному уменьшению содержания хелатирующих этилендиаминовых групп и ухудшению сорбционных характеристик сорбента, При увеличении содержания -хлорпропилтрихлорсилана выше 10 не происходит увеличения содержания этилендиамина и улучшения сорбциэнных характеристик.П р и м е р 1. К 5 г силикагеля марки Силохром Сприливают раствор 0,4 мл-хлорпропилтрихлорсилана в 12 мл толуола. Получившуюся суспензию выдерживают в сушильном шкафу при 80-100 С в течение 8 ч, затем промывают спиртом и высушивают при 120 С. К 5 г полученного материала прибавляют 15 мл 50 Ъ-ного Раствора этилендиамина в спирте, полученную суспензию выдерживают при 70 С в сушильном шкафу в течение 2 ч, затем промывают спиртом и водой до отрицательной реакции на этилендиамин и высушивают при 120 Спод вакуумом. Содержание этилендиамина равно 1,2 масс,% .П р и м е р 2, В условиях примера 1 берут 0,6 мл-хлорпропилтрихлорсилана. Содержание этилендиамина 2,3 масс,%.П р и м е р 3, В условиях примера 1 берут 1,0 мл -хлорпропилтрихлорсилана. Содержание этилендиамина 2,4 масс,Ъ,Для изучения кинетики сорбцииионов на предложенном сорбенте встатических условиях в 10 склянок емкостью по 50 мл помещают 1 мл раствора исследуемого иона с концентраци 5 ей 0,1 мг/мл, 5 мл 0,05 М боратногобуферного раствора, 14 мл воды,0,1 г сорбента и склянки встряхивают в течение различного периода времени (от 1 до 60 мин) . Равновесие2 О устанавливается за 5-15 мин.В аналогичных условиях изучаютрН-зависимость сорбции ионов СиСэйл, 2 п, МпР и Ге на полученномсорбенте. Исследованные ионы можнос разделить на две группы - сильносор 1 юбирующиеся медь, цинк, железо) ислабосорбирующиеся (кобальт, марганец) .Для разделения смесей ионов вхроматографическую колонку диаметрам 1 см помещают 1 г сорбента (высота слоя сорбента 4 см). Через колонку пропускают 15 мл раствора сРН 5,9, содержащего сильносорбирующисся и слабосорбирующиеся ионы, соЗЬсредней скоростью 3,0 мл/мин(см2Колонку громывают )5 мл раствора стем же РН, в эффлюэнте определяютколичество слабосорбирующегося иона,Затем колесику промывают 25-50 мл40 раствора азотной кислоты до отрицательной реакции на исследуемый ионметалла. В элюате определяют количество сильносорбирующихся иэнов. Про. ( (.ведено разделение смесей Сц -СоТ(. С+ Ъ+ 2 +, Х+ 2(.2 п -Со, Ге -Со, Сц Мп2 п -Мп , Ге -Мп при различныхсоотношениях ионов.В аналогичных условиях варьируетск .Рость пропускания раствора, содержащего смесь ионов меди и кобальта, от 1 до 30 мл/мин см , Показано,что скорость пропускания не влияетна эффективность разделения,Проведено длительное испытаниестабильности действия сорбента.Многократное (20 опытов) использование сорбента не влияет на эффективность разделения и не приводит куменьшению содержания хела.1 ирующихгрупп на поверхности носителя.оО Таким образом, предложенный сорбент обладает высокими и воспроизводимыми адсорбционными свойствами иможет быть использован для экспрессного хроматографического разделенияионов переходных металлов, Сорбент710 б 15-Хлорпропилтрихлорсилан ЭтиленлиаминСиликагель Силохром Сф 4,0-10,01,2-2,4 Остальное. Формула изобретения 20 Составитель Г.КудрявцевРедактор М,Недолуженко Техред М.Келемеш Корректор Я. Веселовская Заказ 85 бб/3 Тираж 809 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытиЯ 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,. 4 может применяться без предварительной обработки. Вследствие малых кине,тических и диффузионных затрудне- - нйй хроматографическое разделение в присутствии предлагаемого сорбента может проводиться с высокой скоростью 5 (скорость пропускания раствора через колонку может доходить до 30 мл/мин см по сравнению са0,24 мл/мин см для известного), что2способствует интенсификации научных исследований в области разделения ионов переходных металлов, Предложенный сорбент обладает высокой стабильностью и может быть использован для многократного разделения смесей ионов без ухудшения эффективности разделения,Сорбент для хроматографии, содержащий носитель и комплексообразующий агент, о т л и ч а ю щ и й с ячтор с целью ускорения процесса хроматографирования и увеличения стабильности действия, сорбент дополнительно содержит-хлорпропилтрихлорсилан, в качестве носителя - силикагель Силохром С, а в качестве комплексообразующегося агента -этилендиамин при следующем соотношении исходных компонентов, масс.В: Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Морозов А.А. Хроматографияв неорганическом анализе. Высшаяшкола, М., 1972, с. 52.2. Теория ионного обмена и хроматография. Наука, М., 1968,с. 231.