Синтез и изучение ионообменных свойств карбоксильных катионообменников на основе силикагеля

• Автор: Кузьмина, Ксения Александровна
• Шифр специальности: 02.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 145 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ПОЛУЧЕНИЕ, СВОЙСТВА И ПРИМЕНЕНИЕ КАРБОКСИЛЬНЫХ КАТИОНООБМЕННИКОВ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Классификация катионообменных сорбентов для ионной хроматографии.

1.1.1. Но типу функциональных групп

1.1.2. По типу матрицы.

1.2. Синтез и свойства карбоксильных катионообмеиников.

1.2.1. Способы получения.

1.2.2. Свойства карбоксильных катионообмеиников

1.3. Применение карбоксильных катионообмеиников в ионной хроматографии

1.4. Свойства малеинового ангидрида

1.5. Малеинизированнос льняное масло и возможности его применения для создания карбоксильных катионообмеиников.
1.5.1. Состав и свойства льняного масла
1.5.2. Реакция малеинизации льняного масла.
1.5.3. Свойства малеинизированных масел
1.5.4. Полимеризация МЛМ в приповерхностном слое силикагеля
ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.
2.1. Хроматографические системы и приборы
2.2. Растворы и реагенты.
2.3. Колонки и сорбенты
2.4. Методика эксперимента.
2.4.1. Методика синтеза сорбента СВМК.
2.4.2. Методика блокирования енланольных групп па поверхности вииилсиликагеля
2.4.3. Методика синтеза сорбентов на основе вииилсиликагеля с сополимером СТМА
2.4.4. Методика синтеза сорбента СПБДМК.
2.4.5. Методика сорбции меди и железа
2.4.6. Методика построения изотерм сорбции.
2.4.7. Методика определения динамической ионообменной емкости колонки
2.4.8. Методика определения теплот адсорбции ионов на сорбентах в ИХ.
ГЛАВА 3 СОРБЕНТЫ НА ОСНОВЕ СИЛИКАГЕЛЯ С КОВАЛЕНТНО ЗАКРЕПЛЕННЫМ КАРБОКСИЛСОДЕРЖАЩИМ СЛОЕМ.
3.1. Сорбенты на основе силикагеля с ковалентно закрепленными молекулами малеинового ангидрида
3.1.1. Определение ионообменной емкости промышленно выпускаемых колонок
3.1.2. Получение силикагеля с ковалентно закрепленными молекулами малеинового ангидрида
3.1.3. Блокирование силанольиых групп на поверхности сорбента вииилсиликагеля эндкеппинг.
3.1.4. Ионообменные свойства силикагеля с ковалентно закрепленными молекулами малеинового ангидрида.
3.2. Сорбенты с закрепленными на винилсиликагеле сополимерами малеинового ангидрида и стиролаг
3.2.1. Синтез сорбентов путем сополимсризации малеинового ангидрида и стирола на винилсиликагеле
3.2.2. Ионообменные свойства сорбента СМАСТ2.
ГЛАВА 4. СОРБЕНТЫ НА ОСНОВЕ МАЛЕИНИЗИРОВАННОГО ЛЬНЯНОГО МАСЛА.
4.1.Динамическое модифицирование
4.1.1. Получение сорбентов динамическим модифицированием алкилсиликагелей
4.1.2. Изучение ионообменных свойств динамически модифицированных алкилсиликагелей
4.2. Сорбенты на основе силикагеля, инкапсулированного в карбоксилсодержащий полимерный слой.
4.2.1. Получение и изучение ионообменных свойств сорбента на основе силикагеля, инкапсулированного в слой сополимера бутадиена и малсиновой кислоты.
4.2.2. Полимеризация МЛМ на поверхности кремнеземов.
ГЛАВА 5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЙ КАТИОНОВ ЩМ И ЩЗМ В РЕАЛЬНЫХ ОБЪЕКТАХ
5.1 Определение катионов натрия, калия, магния и кальция в минеральной воде
Новотерская
5.1.1 Методика построений градуировочных графиков.
5.1.2.Методика определения катионов натрия, калия, магния и кальция в минеральной воде.
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Диффузия катионов внутрь матрицы практически исключена изза ее сравнительно сильных гидрофобных свойств. Обменная емкость этих сорбентов слабо зависит от раствора в среднем она составляет 0,5 0,1 мэквг, ионообменники могут быть использованы в кислых, нейтральных и щелочных растворах. Селективность групп повышается с увеличением атомного номера, валентности и степени ионизации обмениваемых ионов и понижается с увеличением ионного радиуса гидратированных ионов
2 2 2 2 2 Одновременное изократичсское определение катионов ЩМ и 1ЦЗМ на сульфокатионообменниках невозможно изза высокого сродства сульфогрупп к катионам ЩЗМ. Катионы ЩМ элюируются разбавленными минеральными кислотами, в то время как для элюирования катионов ЩЗМ используются такие элюенты как этилендиамин в сочетании с винной кислотой в качестве комплсксообразующей добавки или метафенилендиамин. Иногда также
используют градиентное элюирование и переключение между двумя колонками, обладающими различной емкостью2. Карбоксильные катионообменники Одновременное изократическое разделение катионов щелочных, щелочноземельных металлов и аммония за приемлемое время с высокой селективностью и эффективностью удается достичь на слабокислотных карбоксильных катионообменниках. В качестве матриц используются как органополимеры, так и силикагель. В большинстве случаев карбоксильные группы на поверхности носителей создаются за счет фрагментов янтарной кислоты, при этом реагентом при синтезе служит малеиновый ангидрид см. Обменная емкость карбоксильных катионообменников зависит от раствора для промышленно выпускаемых колонок она составляет от 0, до 8,4 мэквколоика, средний размер колонки 0x4,0 мм. Селективность разделения на карбоксильных катионообменниках, в виду меньшей кислотности карбоксильной группы по сравнению с сульфогруппой и существенной зависимостью свойств карбоксильной группы от е ближайшего окружения, может изменяться сильнее даже при незначительном изменении характеристик матрицы сорбента или способа закрепления функциональных групп. Ваг2Са2Л2С5ЮэКЫН4и. Карбоксильные катионообменники проявляют меньшее сродство к катионам щелочноземельных металлов, чем сульфокатионообменники, что позволяет уменьшить селективность разделения групп одно и двухзарядных катионов без потери селективности по отдельным катионам и в большинстве случаев заметно сократить время анализа. Поэтому при анализе смесей катионов щелочных и щелочноземельных металлов использование карбоксильных катионообменников является более предпочтительным, чем сульфокатиоиообменников. Среднекислотиые катионообменники Благодаря своим комплексообразующим способностям катионообменники с фосфоновыми группами находят применение при анализе силыюкислых или
сильноосновных водных образцов, загрязненных не только катионами ЩМ и ЩЗМ, но и переходных металлов и актинидов 3. Важное значение для энергетической промышленности имеет хроматографическое определение марганца совместно с катионами ЩМ и ЩЗМ, что невозможно сделать па карбоксильных катионообменниках изза наложения пиков кальция и марганца. Фосфоновые группы обладают повышенным сродством к катионам кальция, за счет этого увеличивается селективность разрешения пиков магния и кальция по сравнению с карбоксильными катионообмеиниками. При этом становится возможными определение катиона марганца при больших концентрациях кальция, так как пик марганца выходит между пиками магния и кальция 2. Для решения этой задачи также используют катиоиообменники, содержащие на поверхности и карбоксильные и фосфоновые группы 4. Катиоиообменники с фосфоновыми группами производятся в основном на основе матриц из полиСтДВБ. Обменная емкость этих катионообменников зависит от внешнего раствора. Сорбенты для ИХ получают модифицированием поверхности кремнезема или полимерной матрицы сополимера стиролдивинилбензола СТДВБ или полиметилметакрилата. Свойства и устойчивость сорбентов во многом определяются типом матрицы. Из всех неорганических материалов для модифицирования наиболее широко применяется оксид кремния, особенно аморфные пористые модификации аэросилы, аэросилогели, силикагели и др.