Физико-химические закономерности сорбции бинарными сорбентами на основе полидиметилсилоксана и производных β-циклодекстрина

• Автор: Платонов, Владимир Игоревич
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 183 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Обзор литературы
1.1. Хиральные неподвижные фазы в газовой хроматографии
1.2. Применение циклодекстринов и их производных в качестве компонентов хиральных неподвижных фаз в газовой хроматографии
1.3. Термодинамические характеристики сорбции и комплексообразования «гость - хозяин» в газохроматографических системах с циклодекстринсодержащими неподвижными фазами
2. Экспериментальная часть
2.1. Объекты исследования
2.2. Методика изготовления наполненных и капиллярных колонок
2.2.1. Методика изготовления наполненных колонок с бинарными неподвижными фазами «полимер - макроцикл»
2.2.2. Методика изготовления капиллярных колонок типа SCOT
2.2.1. Методика изготовления микронасадочной колонки
2.3. Методика газохроматографического эксперимента
2.3.1. Методика газохроматографического эксперимента с использованием насодчных и капиллярных колонок
2.3.2. Методика газохроматографического эксперимента на микронасадочных колонках под действием электрического поля
2.4. Методика расчета термодинамических характеристик сорбции из газохроматографических данных
2.5. Статистическая обработка экспериментальных данных
3. Исследование закономерностей сорбции органических соединений из газовой фазы бинарными сорбентами на основе полидиметилсилоксана и модифицированных р-циклодекстринов
3.1. Газохроматографическое изучение сорбционных и селективных свойств системы «полидиметилсилоксан - Ме-Р-ЦД»

3.2. Газохроматографическое изучение сорбционных и селективных свойств системы «полидиметилсилоксан - Bz-P-ЦД»
3.3. Газохроматографическое изучение сорбционных и селективных свойств системы «полидиметилсилоксан - Ас-(3-ЦД»
3.4. Газохроматографическое изучение сорбционных и селективных свойств системы «полидиметилсилоксан - Ac-Tz-p-ЦД»
3.5. Влияние природы заместителя в молекуле |3-циклодекстрина на межмолекулярное взаимодействие «сорбат макроцикл» в бинарных системах «полидиметилсилоксан - модифицированный-Р-ЦД»
3.6. Исследование комплексообразования по типу «гость-хозяин» в системе «полидиметилсилоксан - Ме-р-ЦД» по данным газовой хроматографии
4. Изучение хроматографических свойств открытых капиллярных колонок типа SCOT и микронасадочных колонок с хиральными модификаторами и возможности их применения для определения энантиомеров
4.1. Хроматографические свойства открытой капиллярной колонки типа SCOT на основе агрегированных наночастиц диоксида кремния, модифицированных смесью «ПМС-100 - Ac-Tz-p-ЦД»
4.2. Капиллярная колонка типа SCOT на основе нематического жидкого кристалла 8 ОЦБ, Ас-Р-ЦД и наночастиц диоксида кремния
4.3. Использование микронасадочной колонки с сорбентом на основе хирального жидкого кристалла для количественного определения состава смеси энантиомеров под действием электрического поля
Выводы
Список литературы
Приложение

ВВЕДЕНИЕ
Для разделения и определения оптических изомеров летучих органических соединений в настоящее время широко используют газовую хроматографию с хиральными неподвижными фазами. Коммерческие капиллярные колонки с энантиоселективными неподвижными фазами, как правило, изготавливают с использованием производных циклодекстринов, растворенных в полимерной матрице или привитых к полимерной цепи. Образование комплексов включения «сорбат-макроцикл» происходит селективно для пары разделяемых оптических изомеров, что обеспечивает энантиоселективность в условиях газовой хроматографии. Несмотря на большое число работ, посвященных аналитическим аспектам энантиоселективности, термодинамика сорбции циклодекстринсодержащими полимерными неподвижными фазами изучена недостаточно. Поэтому детальное рассмотрение термодинамики сорбции органических соединений разных классов р-циклодекстринсодержащими стационарными фазами в условиях газовой хроматографии является актуальной задачей, позволяющей объяснить механизм взаимодействия сорбатов с хиральным селектором и получить высокоселективные сорбенты с заранее прогнозируемыми свойствами. Следует также указать на то, что коммерческие хиральные колонки в процессе эксплуатации быстро теряют свои энантиоселективные свойства. Поэтому разработка хиральных колонок типа SCOT(Support Coated Open Tubular) с увеличенным сроком эксплуатации является актуальной задачей современной газовой хроматографии.
Целью работы являлось экспериментальное изучение закономерностей сорбции из газовой фазы органических соединений разных классов бинарными сорбентами на основе полидиметилсилоксана и производных |3-циклодекстрина и выявление возможности образования комплексов «сорбат-макроцикл» в полимерном сорбенте, а также разработка и изучение селективных и

bKo -bVL+±£L+l. (31)
с RT R
Для смешанной неподвижной фазы, содержащей
комплексообразователь, аналогично:
In KL = + +

С использованием уравнения (111) получим:
ln(l + КСВ ,) = ln(ATt /К[), (33)
или, с учетом уравнений (30) и (31):
(A U-A U°) (A S-А 5°)
1п(1 + К,СВ ,) = + -----SL-1, (34)
1 BlJ RT R
Из уравнения (34) следует, что если комплексообразование в растворе неподвижной фазы идет со стехиометрией 1:1, а многокомпонентный жидкий раствор по отношению ко всем компонентам является бесконечно разбавленным раствором и при этом структура полимерного растворителя не изменяется, то в координатах ln(l + KtCB,) = f(/T) должна наблюдаться
(А^-А/Г)
лйнсйнз.>1 зависимость, тангенс угла наклона которой равен---------------, а

(А 5 - A S°)
отсекаемый отрезок —---------- . Следует отметить, что при построении

этой зависимости необходимо учитывать изменение концентрации комплексообразователя Св, от температуры. Величины разностей (k U - AspU°) и (A^S-A^S“) отражают изменение внутренней энергии
(теплоты) и энтропии при сорбционном перераспределении сорбата между газовой и жидкой фазами при V, Т = const в системе с