Анализ смесей электролитов с учетом кинетики и динамики многокомпонентного ионного обмена

• Автор: Долгоносов, Анатолий Михайлович
• Шифр специальности: 02.00.02
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 252 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Список обозначений.

Введение.

Общая характеристика работы

Глава 1. Описание ионной хроматографии путем решения динамической задачи с учетом особенностей кинетики и многокомпонентного равновесия.

1.1. Асимптотическое решение для высокоэффективной ионообменной хроматографии.

1.2. Кинетическое сечение компонента аддитивный параметр модели многоколоночной хроматографии

1.3. Кинетические эффекты неоднородной колоночной загрузки

1.4. Связь кинетических коэффициентов с фундаментальными параметрами для реалистической задачи ионообменной хроматографии.

1.4.1. Коэффициент диффузии иона в фазе ионита

1.5. Особенности ионной хроматографии, определяющие кинетику процесса

1.5.1. Влияние подавителя на размывание пиков.
1.5.2. Структура сорбентов, обусловленная особенностями ионной хроматографии.
1.5.3. Равновесные и кинетические свойства слоистых сорбентов.
1.5.4. Влияние фракционного состава слоистых сорбентов на размывание хроматографических пиков
1.6. Особенности ионной хроматографии, определяющие положение и высоту пиков
1.6.1. Равновесная характеристика многокомпонентного элюента
1.6.2. Расчет удерживания полиморфных компонентов.
1.6.3. Высота пика.
1.7. Проверка адекватности модели
1.8. Метод динамической карты хроматографической системы.
1.8.1. Графическое представление областей разрешения при анализе смеси ионов
1.8.2. Линии постоянного времени удерживания изохроны
1.9. Оптимизация разделения смесей ионов.
Заключение к Главе 1.
Глава 2, Моделирование результатов анализа методом ионной хроматографии
2.1. Решение задач разделения смесей методом ионной хроматографии путем математического моделирования процесса.
2.2. Основные задачи, решаемые с помощью программ
2.3. Примеры математического эксперимента
2.4. Рассмотрение обратной задачи.
Заключение к Главе
Глава 3. Разделяющие сорбенты.
3.1. Классификация и обоснование применения в ионной хроматографии разделяющих сорбентов слоистой структуры
3.2. Центрально локализованные ионообменники. Синтез и свойства
3.3. Применение центральнолокализованных ионообменников КанК . 2 Заключение к Главе
Глава 4. Анализ сложных смесей электролитов.
4.1. Классификация смесей ионов в хроматографическом анализе
4.2. Базовые способы ионной хроматографии.
4.3. Некоторые новые способы разделения смесей методом ионной хроматографии.
4.3.1. Способы, основанные на свойствах сорбентов.
4.3.2. Способ циркуляционной ионной хроматографии.
4.3.3. Способы селективного удаления ионов пробы из элюата
4.4. Способы анализа сложных смесей.
4.5. Правила выбора способов анализа сложных смесей и базового способа
4.6. Формула анализа сложной смеси
4.7. Оптимизация хроматографического анализа смесей электролитов.
4.7.1. Хроматографический анализ сложных смесей электролитов с применением обратной задачи моделирования
4.7.2. Составление предварительной формулы анализа.
Заключение к Главе 4.
Глава 5. Нелинейные эффекты кинетики многокомпонентного ионного обмена.
5.1. Принципы макроскопической модели кинетики МИО.
5.2. Вывод основных уравнений макроскопической модели
5.3. Типы кинетических задач.
Заключение к Главе 5.
Глава 6. Явление макроскопического электрического поля в нестационарном многокомпонентном ионном обмене.
6.1. Характеристика электрического потенциала при нелинейных кинетических эффектах
6.2. Задачи экспериментального исследования
6.3. Процессы и электрические поля в ионообменной мембране при наблюдении явления МЭПМИО.
6.4. Примеры наблюдения явления МЭПМИО
6.5. Основы метода твердофазного разделения и определения ионов
Заключение к Главе 6.
Выводы.
Список литературы


Применение разделяющих сорбентов как в базовых способах, так и в способах анализа сложных смесей электролитов, в сочетании с решением обратной задачи моделирования, составляет основу методологии анализа смесей электролитов методом ионной хроматографии. Здесь основную роль играет кинетика МИО, для описания которой разработан теоретический подход, названный макроскопической моделью кинетики МИО. С помощью макроскопической модели изучены нелинейные кинетические эффекты. Выдвинутая для объяснения нелинейных кинетических эффектов в рамках макроскопической модели, гипотеза о возникновении макроскопического электрического поля в процессе нестационарного многокомпонентного ионного обмена, связала нелинейные кинетические эффекты с электрическими эффектами МИО. Экспериментальное наблюдение последних позволило охарактеризовать некоторые аналитические возможности явления макроскопического электрического поля в нестационарном многокомпонентном ионном обмене. Глава 1. Работы по моделированию ионной хроматографии широко проводятся во всем мире 1. Они направлены на преодоление трудностей, возникающих в практике анализа методом ионной хроматографии, касающихся выбора условий разделения анализируемой смеси, разработки методик и корректной идентификации компонентов. Существующие теоретические подходы, модели и компьютерные программы позволяют на основе полученных для одной и той же разделяющей системы банков экспериментальных хроматограмм смесей, содержащих рассматриваемые компоненты, предсказать равновесное и очень грубо кинетическое поведение компонентов анализируемой смеси и на этой основе провести оптимизацию условий ее разделения. Мировой уровень разработок в области описания равновесных факторов, влияющих на разделение компонентов смеси, в целом достаточен для того, чтобы рассчитывать положения максимумов пиков разделяемых веществ для заданных условий. Однако отсутствие описания кинетического поведения компонентов делает невозможным предсказание значений критерия разделения пар компонентов, что приводит к невозможности адекватного решения ни одной из задач моделирования метода ионной хроматографии. К недостаткам существующих работ в этой области можно отнести также искусственность оптимизационных критериев см. Понятие точной физикохимической модели процесса предполагает учет всех физикохимических законов и химических реакций компонентов, участвующих в процессе рассмотрение основных скоростьопределяющих механизмов массопереноса рассмотрение всех элементов аналитической системы, всех компонентов подвижной фазы, разделяющихся и преобразующихся в процессе анализа рассмотрение внутреннего строения ионообменников. В результате точного моделирования определяются связи между фундаментальными свойствами разделяемых веществ и разделяющей системы, с одной стороны, и характеристиками выходной кривой процесса, с другой стороны. Итак, недостаточное внимание, уделяемое в мире, описанию факторов, снижающих эффективность хроматографического разделения, отсутствие связей некоторых параметров уравнений с фундаментальными характеристиками ионов и сорбентов и, следовательно, отсутствие адекватного описания процесса ионной хроматографии вот мировой уровень, от которого мы отталкивались при построении математической модели ионной хроматографии. В связи с тем, что метод анализа ионная хроматография для разделения ионов использует процесс ионообменной хроматографии, рассмотрим вначале описание этого процесса. Динамический режим хроматографии даже в случае современной высокоэффективной ионной хроматографии не может рассматриваться как равновесный, то есть без кинетических эффектов, которые наряду с равновесными определяют степень разделения компонентов смеси ионов. Поэтому область основных теоретических исследований объединяет Задача ионообменной динамики, которая рассматривается в трехмерной конфигурационной системе координат , х, соответственно радиальная координата внутри зерен сорбента, координата вдоль слоя сорбента, время. Кф 2Ь А, 3, Д, С,, До, с,Ууг и ,у 1, 2,. С,х,1. СцХшо и о неизвестны, вместо них заданы рНХ0, концентрации полиморфных компонентов Срхо и аг0 р 1, 2,.