Монолитные капиллярные колонки в двумерной газовой хроматографии

• Автор: Дианов, Михаил Евгеньевич
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 120 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

История развития метода многомерной газовой хроматографии Примеры применения двумерной газовой хроматографии

2.2.1. Нефтехимия

2.2.2. Анализ окружающей среды

2.2.3. Пищевая промышленность Специфические аспекты проведения многомерных хроматографических разделений

2.3.1. Перенос пробы между колонками первого и второго измерений

2.3.1.1. Двумерная газовая хроматография с переключением потоков (2Д-ГХ)

2.3.1.2. Полная двумерная газовая хроматография (ГХ-ГХ)

2.3.2. Скоростные разделения в газовой хроматографии ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Синтез монолитных колонок
3.1.1. Подготовка кварцевого капилляра
3.1.2. Синтез монолитов в капиллярных колонках Приборы и реагенты
3.2.1. Модернизация газового хроматографа для двумерной газовой хроматографии
3.2.2. Хроматографические колонки и реагенты Определение хроматографических и физико-химических параметров колонок
3.3.1. Эффективность колонок
3.3.2. Проницаемость колонок
3.3.3. Вязкость газов-носителей
4. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
4.1 Вывод уравнения кинетических кривых для ГХ
4.2 Исследование кинетических зависимостей для полой
капиллярной колонки
4.3 Исследование кинетических зависимостей для монолитной
капиллярной колонки
4.4 Исследование процесса переноса пробы между полой
капиллярной и монолитной капиллярной колонками
4.5 Беспетлевое соединение колонок
ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ СОКРАЩЕНИЙ
СПИСОК ЦИТИРОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Для решения широкого круга современных аналитических задач требуется проведение селективных, скоростных и высокопроизводительных газохроматографических (ГХ) анализов, когда время анализа составляет минуту и менее. Разработка новых инструментальных решений и выявление физико-химических закономерностей ГХ анализа, позволяющих повысить эффективность и экспрессность определений является актуальной проблемой современной физической химии. Особенно остро проблема развития новых подходов к скоростным определениям в ГХ анализе проявилась с появлением так называемой полной двумерной газовой хроматографии (полная ГХ-ГХ). В этом методе разделенные в первой колонке компоненты пробы небольшими порциями переносятся во вторую колонку иной полярности. Это позволяет многократно увеличить разрешающую способность ГХ системы и повысить надежность идентификации соединений. Ключевым элементом любой хроматографической системы является хроматографическая колонка, ответственная за разделение анализируемого образца. В последние годы в хроматографии наметилась тенденция к применению так называемых монолитных колонок, когда макропористые полимеры синтезируют непосредственно в хроматографической колонке. Такой подход, с одной стороны, позволяет избежать трудоемкой операции по заполнению колонок сорбентом, а с другой стороны, позволяет получать уникальные колонки для хроматографических разделений, поскольку пористая структура монолитного полимера, заполняющего все пространство колонки, кардинально отличается от пористой структуры, формируемой в колонке макропористым гранулированным сорбентом. Монолитные колонки обладают высокой удельной эффективностью, что предполагает возможность использования коротких монолитных колонок в качестве колонок второго измерения в двумерной ГХ (ДГХ). Использование данного типа колонок в ДГХ повысит скорость и эффективность метода, а определение потенциальных возможностей монолитных колонок в ДГХ является актуальной задачей на стыке физической и аналитической химии.

аЛ 1 | А. А аЛ аЛ аЛ аЛ А ||||
аЛ аЛ аЛ аЛ аЛ аЛ аЛ А. |11|
аЛ аЛ .1 1. аЛ аЛ аЛ аЛ аЛ А.
л д аЛ аЛ| аЛ аЛ аЛ А Л.
аЛ аЛ л )11| аЛ аЛ аЛ аЛ аЛ
А Б В Г
Рисунок 10. Объем данных, который может быть получен с использованием различных хроматографических методов. А - ГХ с одной колонкой; Б -двумерная газовая хроматография с однократным переключением потока; В -двумерная газовая хроматография с многократными переключениями потока; Г -полная двумерная газовая хроматография.
Очевидно, наибольший объем данных о пробе может быть получен с использованием полной двумерной газовой хроматографии, особенно, если система дополнена масс-спектральным детектором. Однако, системы с переключением потока также находят широкое применение, как это будет показано ниже. Это связано в первую очередь с более простым аппаратурным оформлением метода, а также с возможностью проведения надежного количественного анализа, что не всегда достижимо для полной двумерной газовой хроматографии.
2.3.1.1 Двумерная газовая хроматография с переключением потоков (2Д-ГХ)
Исторически первой системой многомерной хроматографии стала система с переключением потоков для «вырезания» пиков неразделенных компонентов. Метод применяют для определения части неразделенных первой колонкой компонентов, например, для анализа примесей, элюируемых непосредственно после основного компонента, присутствующего в значительно большей концентрации. Метод позволяет «вырезать» пики неразделенных компонентов и полностью разделить их во второй колонке иной селективности.