Синтез и исследование новых полимерных анионообменников для ионной хроматографии

• Автор: Боголицына, Анна Константиновна
• Шифр специальности: 02.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 141 с.

Содержание
Введение

Обзор литературы

1. Синтез сорбентов на основе полимерных матриц

1.1 .Типы полимерных матриц. Общие сведения и характеристики

1.2.Способы синтеза полимерных частиц

1.2.1. Суспензионная полимеризация

1.2.2. Эмульсионная полимеризация

1.2.3. Дисперсионная полимеризация

1.2.4. Зародышевая полимеризация

1.3.Способы модифицирования полимерных матриц

1.3.1. Ковалентное модифицирование
1.3.2. Динамическое модифицирование
Экспериментальная часть
2. Приборы, аппаратура, техника эксперимента
3. Синтез матрицы сорбентов
3.1 .Синтез матрицы на основе сополимера стирола и дивинилбензола
3.1.1. Очистка стирола и дивинилбензола от ингибиторов полимеризации
3.1.2. Синтез зародышей полистирола методом дисперсионной
полимеризации стадия 1
3.1.3. Активация зародышей полистирола стадия 2
3.1.4. Рост частиц полистирола и добавление сшивающего реагента
стадия 3
3.1.5. Стадия полимеризации стадия 4
3.2.Получение анионообменников
3.2.1. Синтез анионообменников методом хлорметилирования
3.2.2. Синтез анионообменников методом бромалкилирования
4. Ионохроматографическое поведение синтезированных сорбентов
4.1 .Характеристики разделения неорганических анионов на
хлорметилированных анионообменниках
4.2.Характеристики разделения неорганических анионов на бромалкилированных анионообменниках
4.3. Сравнительная характеристика синтезированных анионообменников
4.4. Определение констант ионного обмена на полученных сорбентах 8 Выводы
Литература


Сорбенты этого типа характеризуются общим удельным объмом пор около 1 млг и удельной площадью поверхности около 0 м г. Благодаря гидрофобности их широко используют в качестве адсорбентов органических молекул из водных растворов например, один из лучших коммерчески доступных адсорбентов амберлит ХАО4. Сорбенты с большой степенью сшивки более набухают в водных растворах в незначительной степени и обладают высокой механической прочностью. Для таких носителей число ионообменных групп, которое может быть присоединено к каркасу, ограничено и уменьшается с увеличением процентного содержания ДВБ. Одновременно, изза очень малого размера пор и проницаемости, уменьшается скорость диффузии обмениваемых ионов через матрицу. Массоперенос таких смол происходит чрезвычайно медленно или вообще невозможен в случае больших ионов. В конце XX века был получен и исследован новый тип полистирольных матриц с очень высоким содержанием сшивающего агента сверхсшитый полистирол. Основные отличительные особенности данных
сорбентов высокая удельная площадь поверхности свыше мг и поры менее 2 нм в диаметре. Применительно к высокоэффективной жидкостной хроматографии ВЭЖХ, благодаря высокой степени сшивки они обладают рядом преимуществ устойчивостью к высокому давлению без нарушения линейной зависимости давления от скорости потока подвижной фазы, меньшей степенью набухания в полярных и неполярных растворителях и высокой химической стабильностью. Сорбенты нового типа уже нашли применение в качестве неподвижных фаз в различных вариантах хроматографического анализа обращенофазовая, распределительная, эксклюзионная хроматография, а также в областях биомедицины и тврдофазной экстракции 6. При синтезе матриц из винильных соединений без добавления обычных растворителей в результате образуется каркас гелевой структуры гелевые или микросетчатые структуры. Носители этого типа состоят из взаимопроникающих сеток, образованных индивидуальными цепями. Эта структура неоднородна, она включает низкопористые участки, распределенные в более пористой среде. Размер пор такой структуры очень мал, и пористость обнаруживается только после набухания в соответствующем растворителе. Носитель с достаточно большими порами, которые статистически распределены по всему объму, может быть получен дополнительным поперечным связыванием и модифицированием пористой структуры хлорметилирование и последующее сшивание посредством хлорметильных групп в предварительно образованном сополимере стирола с ДВБ. Такие матрицы относят к типу изопористых. Ещ один тип матриц органических ионообменников представляет так называемая макропористая, или макросетчатая, структура. Каркасы с подобной структурой образуются при введении соответствующего растворителя, который легко растворяет мономер, в полимеризационную систему в процессе синтеза. Полученные гели имеют характерную губчатую структуру, состоящую из агрегатов сфер нормальной гелевой пористости, пронизанных порами негелевой структуры. Чтобы предотвратить разрушение структуры приходится вводить большое количество сшивающего агента. Обменники этого типа устойчивы к осмотическим ударам меньше различаются по степени набухания в полярных и неполярных растворителях имеют меньшую потерю объема при высушивании проявляют большую устойчивость к окислению реакции, связанные с введением ионогенных групп, протекают легче и с большим выходом, чем для структур гелевого типа 7. Большинство классических сорбентов синтезируют на основе микропористых матриц, склонных к сжатию и набуханию по причине их низкой степени сшивки. Этот фактор также негативно влияет на механическую устойчивость данных сорбентов. С другой стороны, макропористые матрицы отличаются высокой площадью поверхности, степенью сшивки и достаточной механической устойчивостью не сжимаются и не набухают при изменении полярности растворителя. Однако они обладают низкой скорость массопереноса изза влияния значительных адсорбционных эффектов, что отражается на кинетических характеристиках и эффективности разделения 8. В табл.