Адсорбция органических соединений на графитированной термической саже, модифицированной мономолекулярными слоями жидких кристаллов

• Автор: Лапшин, Сергей Викторович
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 143 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1.Адсорбция на графитированной термической саже, модифицированной мономолекулярными пленками органических веществ

1.2.Мономолекуляриые пленки жидких кристаллов на различных подложках

2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА

2.1 .Объекты исследования

2.2. Приготовление модифицированных адсорбентов и заполнение колонок

2.3.Определение характеристик поверхности исследованных адсорбентов

2.4.Методика определения термодинамических характеристик адсорбции

3. ИЗУЧЕНИЕ ТЕРМОДИНАМИКИ АДСОРБЦИИ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ ИЗ ГАЗОВОЙ ФАЗЫ НА ГРАФИТИРОВАННЫХ САЖАХ, МОДИФИЦИРОВАННЫХ МОНОСЛОЯМИ ЖИДКИХ КРИСТАЛЛОВ

3.1.Сопоставление адсорбционных свойств термических саж i и

I МТ 0 по отношению к предельным и ароматическим углеводородам
3.2.Закономерности адсорбции органических соединений различных классов на графитированной термической саже I МТ 0, модифицированной мономолекулярным слоем нематического 4ноктилоксифенил4нпентилоксибензоата
3.3.Влияние специфических взаимодействий адсорбат модификатор на адсорбцию соединений на графитированной термической саже i МТ, модифицированной мономолекулярним слоем нематического краунэфира
3.4.Адсорбция органических соединений на графитированных сажах, модифицированных холестерическим жидким кристаллом
3.5.Сорбционные и селективные свойства адсорбента на основе микрочастиц ГТС по данным газоадсорбционной хроматографии
4. МОЛЕКУЛЯРНОСТАТИСТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ АДСОРБЦИИ НА
ГРАФИТИРОВАННОЙ ТЕРМИЧЕСКОЙ САЖЕ,
МОДИФИЦИРОВАННОЙ МОНОСЛОЕМ КАЛАМИТНОГО
ЖИДКОГО КРИСТАЛЛА
4.1.Расчет термодинамических характеристик адсорбции на модифицированной графитированной термической саже с использованием метода введения поправок в атоматомные потенциалы
4.2.Метод расчета термодинамических характеристик адсорбции на модифицированной рафитированной термической саже с учетом анизотропии мономолекулярного слоя мезогенного модификато
5. ВЫВОДЫ
6. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
7. ПРИЛОЖЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Показано снижение вклада в удерживание метиленовой группы для всех исследованных рядов органических соединений, что указывает на ослабление межмолекулярных взаимодействий при нанесении на ГТС монослоя налканов, за счет падения дисперсионного взаимодействия с молекулами адсорбатов. Увеличение молекулярной массы молекулы модификатора приводит к уменьшению величины V для ноктана и эти л бензола во всем изученном интервале температур. Данный факт объясняется тем, что рост соотношения СН2 к СН3 группам в молекулах модификатора в ряду окгоказан, триаконтан, дотриаконтан приводит к более сильному экранированию поверхности и большему снижению дисперсионных взаимодействий за счет предпочтительной адсорбции на углеродной поверхности метиленовых групп по сравнению с метальными. Обнаружено, что увеличение содержания налкана на поверхности адсорбентаносителя приводит к появлению криоскопического эффекта, заключающегося в понижении температуры плавления тонкой пленки модификатора на 8И0С. Весьма перспективные селективные сорбенты для газовой хроматографии получены модифицированием графитированных саж и карбохромов порфиринами и краунэфирами. Насадочные колонки с карбохромом, покрытым монослоем дибензокраун6 и динитродибензокраун6, позволяют разделять при невысоких температурах и за непродолжительное время смеси пестицидов. Отмечается, что введение двух нитрогрупп в молекулу дибензокраун6 увеличивает селективность неподвижной фазы к соединениям, содержащим донорные гетероатомы или лэлектроны ароматические углеводороды, спирты, анилин и его производные . ГТС. Это связано с ослаблением дисперсионных взаимодействий при отдалении адсорбированных молекул от поверхности ГТС и при уменьшении концентрации силовых центров на модифицированной ГТС по сравнению с исходной. Для веществ, у которых вклад появляющихся взаимодействий с функциональными группами молекулмодификаторов преобладает над уменьшением вклада дисперсионных взаимодействий, удерживаемые объемы почти не изменяются или даже растут по сравнению с таковыми на исходной ГТС. Это относится к таким соединениям, как ацетонитрил, нитрометан и низшим гомологам спиртов. По мере увеличения числа углеродных атомов в молекуле возрастает роль уменьшения вклада дисперсионных взаимодействий в величину . В работе 9 проведено исследование адсорбционных свойств монослоя дибензокраун6эфира на поверхности ГТС по отношению к разным классам органических соединений. Показано, что более низкая концентрация силовых центров на поверхности модифицированных образцов по сравнению с исходным адсорбентом приводит к снижению дисперсионных взаимодействий. Появление специфических межмолекулярных взаимодействий молекул групп В и Д по классификации Киселева с поверхностью модифицированной ГТС объясняется наличием функциональных групп эфирного кислорода и яэлектронных фенильных колец в молекуле модификатора. Для адсорбционного модифицирования поверхности ГТС применяют также монослои полимеров. При модифицировании поверхности ГТС полиэтиленгликолем ПЭГ на примере нпентана показано 2, что по мере заполнения поверхности ГТС вытянутыми молекулами ПЭГ поверхность графита экранируется, неспецифическое межмолекулярное взаимодействие адсорбат адсорбент уменьшается и его удельный удерживаемый объем падает. Это уменьшение продолжается вплоть до завершения образования на поверхности сажи плотного монослоя ПЭГ, т. Аналогичная работа была проведена с использованием в качестве модификатора полиэтиленгликоля ПЭГ М и было исследовано влияние степени заполнения поверхности ГТС на величины удерживания исследуемых веществ. При увеличении содержания ПЭГ М до 0. Это свидетельствует о том, что в этой области покрытия поверхности уменьшение дисперсионного взаимодействия молекул исследуемых веществ с модифицированной поверхностью сажи преобладает над увеличением специфического взаимодействия. Причиной, по видимому, является то, что макромолекулы ПЭГ ориентируются на поверхности таким образом, что их функциональные группы, способные к специфическому взаимодействию, становятся малодоступным. При дальнейшем увеличении содержания ПЭГ М на поверхности сажи до 0. Таким образом, модифицирование ГТС 0. ПЭГ М позволяет получать адсорбенты, отличающиеся по своей селективности от исходной сажи.