Поликапиллярные колонки с пористым слоем на основе сополимеров дивинилбензола для сверхбыстрого хроматографического анализа

• Автор: Николаева, Ольга Александровна
• Шифр специальности: 02.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 145 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. Литературный обзор.

1.1. Поликапиллярные колонки

1.2. Сорбенты для газовой хроматографии на капиллярных колонках.

1.3. Пористые полимеры на основе дивинилбензола.

1.4. Способы получения пористых слоев на основе дивинилбензола

Глава 2. Разработка капиллярных колонок с пористым слоем на основе сополимеров дивинилбензола и исследование их хроматографических свойств.

2.1. Синтез сорбентов на основе сополимеров дивинилбензола

2.2. Разработка способов приготовления капиллярных колонок на основе дивинилбензола

2.2.1. Приготовление капиллярных колонок на основе ДВБстирол, ДВБВП, ДВБЭГДМА.

2.2.2. Кондиционирование колонок

2.2.3. Тестирование приготовленных капиллярных колонок
2.2.4. Капиллярные колонки на основе сополимера дивинилбензолвинилимидазол.
2.3. Изучение текстурных характеристик сорбентов на основе ДВБ
2.4. Воспроизводимость хроматографических характеристик приготовленных колонок.
2.5. Исследование хроматографических свойств капиллярных пористослойных колонок на основе дивинилбензола с различными сополимерами
2.5.1. Оборудование для исследования свойств пористослойных капиллярных колонок.
2.5.2. Зависимость ВЭТТ от скорости потока газаносителя
2.5.3. Определение полярности полученных колонок
2.6. Разделительные возможности капиллярных колонок на основе ДВБ
Глава 3. Поликапиллярные колонки с пористым слоем на основе дивинилбензола для газовой хроматографии
3.1. Приготовление пористослойных поликапиллярных колонок с органическим полимером на основе ДВБ.
3.2. Исследование свойств ПКК с слоем сорбента на основе сополимеров ДВБ.
3.2.1. Аппаратура для работы с ПКК
3.2.2. Зависимость ВЭТТ от скорости потока газаносителя
3.2.3. Загрузочные характеристики ПКК.
3.3. Способы увеличения эффективности ПКК на основе дивинилбензола
3.4. Возможные области использования газоадсорбционных поликапиллярных колонок на основе органических сополимеров дивинилбензола
Глава 4. Способы работы с поликапиллярными колонками, приводящие к дальнейшему сокращению времени разделения
4.1. Способы ускорения процесса хроматографического разделения
4.2. Возможности использования программирования температуры на ПКК
4.3. Повышения скорости потока газаносителя на ПКК для ускорения процесса хроматографического разделения.
4.4. Программирование скорости потока газаносителя на ПКК
4.5. Одновременное программирование скорости потока газаносителя и температуры
Список литературы.
Список используемых сокращений
ГХ газовая хроматография
ГАХ газоадсорбционная хроматография
ГЖХ газожидкостная хроматография
ПКК поликапиллярная колонка
МКТ многоканальная трубка
КК капиллярная колонка
НФ неподвижная фаза
НЖФ неподвижная жидкая фаза
ГН газноситель
т.т. теоретическая тарелка
ДВБ дивинилбензол
ВП винилпиридин
ЭГДМА этиленгликольдиметакрилат
ВИМ винилимидазол
ПБ перекись бензоила
ТМСПМ утриметоксисилилпропил метакрилат ВЭТТ высота, эквивалентная теоретической тарелке И ПИД пламенноионизационный детектор АЦП аналогоцифоровой преобразователь число теоретических тарелок 2 пиковая емкость к фактор емкости Р степень разделения
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Поскольку данная работа посвящена скоростной хроматографии, а в частности разработке нового типа поликапиллярных колонок, то в обзоре прежде всего рассмотрены возможности поликапиллярных колонок при проведении скоростного анализа. Далее рассмотрены уже разработанные ранее пористослойные ПКК с неорганическими сорбентами. Часть обзора посвящена разделительным возможностям капиллярных колонок с пористыми слоями на основе дивинилбензола. Наконец, завершает обзор описание способов получения пористых слоев как органического, так и неорганического происхождения, которые в настоящее время применяют для приготовления газоадсобционных колонок. Те, кто знаком с хроматографией знают, насколько длительным бывает процесс с момента ввода пробы в колонку до момента появления последнего пика на хроматограмме. Известным способом сокращения времени анализа в хроматографии является использование поликапиллярных колонок. Поликапиллярные колонки представляют собой пакет капилляров малого диаметра, на внутреннюю стенку которых нанесен хроматографический материал. Следует отметить, что идея создания такой колонки имеет достаточно длительную историю 6, 7. Еще в середине прошлого века М. Голей по крайней мере дважды предлагал использовать общую систему пучок капиллярных колонок в качестве единой колонки 7, 8. В то же время появились публикации, в которых предлагались различные способы приготовления ПКК 9,,. Однако практическое применение такой колонки стало возможным лишь после развития технологии приготовления многоканальных трубок МКТ, содержащих до капилляров с диаметром 0 микрон . Впервые экспериментальная возможность использования пакета капилляров в качестве хроматографической колонки показана в работе 1. Несколько позже появилась аналогичная публикация в англоязычной литературе , но сами колонки, использованные в данной работе, имели российское происхождение. На сегодняшний день ПКК коммерчески доступны и успешно применяются для экспрессного разделения в газожидкостном варианте хроматографии фирма производитель МиЮСЬгот Россия. Характерная продолжительность анализа, которая может быть реализована на ПКК, составляет от нескольких секунд до нескольких минут. ПКК готовят из легкоплавкого стекла, имеющего температуру размягчения 0 0С. Диаметр пучка капилляров мм. Общий вид торца колонки приведен на рис. Рис. Поликапиллярная колонка. Микроснимок торца ПКК. Длина колонки может быть от см до 1м в зависимости от решаемой задачи. По форме ПКК могут быть прямыми, образными образными и кольцевыми см. Самым простым вариантом ПКК является прямая колонка. Ее длина определяется размерами термостата и может варьироваться от до см. Значения эффективности, которые можно достичь на таких колонках с НЖФ, составляют т. Длина образных колонок может варьироваться от до см. Такую колонку получают путем однократного сгиба МКТ. При этом в части сгиба происходит деформация капилляров по внешней стороне сгиба они становятся длиннее, чем по внутренней, что негативно сказывается на эффективности колонок. Таким образом достигается усреднение длин капилляров в зоне сгиба, и эффективность колонки не снижается. При закручивании 1образная ПКК достигает значений эффективности т. Близко расположенные друг к другу вход и выход образных ПКК позволяет их использовать в тех термостатах, в которых зоны ввода и детектирования расположены рядом. Рис. Общий вид прямых, образных, образных полинапиллярных колонок 3. А образная ПКК, длина см Б Прямая ПКК в защитной металлической оболочке, длина смВ образная ПКК, длина см. Так же существуют образные ПКК, которые получают путем сгиба четного количества раз МКТ как правило, дважды. При этом происходит компенсация разницы длины капилляров по внутреннему и внешнему радиусу загиба те капилляры, которые при первом закручивании становятся длиннее, при втором закручивании будут короче, и перекручивать ПКК вдоль продольной оси нет необходимости. На такой колонке с неподвижной жидкой фазой на основе полисилоксана может быть достигнута эффективность до 0 т. Увеличить длину ПКК примерно до 1 м можно путем свертывания МКТ в кольцо. Однако при свертывании происходит деформация капилляров как у образных ПКК в зоне сгиба, что негативно сказывается на эффективности колонок.