Способ получения полимерного сорбента для хроматографии

 

Использование: синтез сорбентов для газовой хроматографии. Сущность изобретения: смешение полимерного сорбента с азотной кислотой с последующим облучением гамма-излучением изотопа Со⁶⁰ экспозиционной дозой 2510⁶ - 20010⁶ рентген. 1 табл.

Предлагаемое изобретение относится к способам получения полимерных сорбентов для молекулярной хроматографии и может быть использовано в различных областях народного хозяйства для приготовления полярных сорбентов.

Известен способ получения полярных полимерных сорбентов для хроматографии на основе сополимера 4-нитростирола, дивинилбензола и этилвинилбензола путем химического взаимодействия этих мономеров (1).

Недостатком данного способа является низкая хроматографическая полярность, определяемая по коэффициентам Роршнайдера Мак Рейнольдса.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ приготовления полимерного сорбента путем нитрования сорбента на основе сополимера дивинилбензола - этилвинилбензола "дымящей" (концентрированной) азотной кислотой (2).

К недостаткам этого способа следует отнести то, что нитрование проводят смесью реактивов: уксусный ангидрид, уксусная кислота и "дымящая" азотная кислота, и поэтому необходимы предварительная очистка реагентов, постоянный контроль за ходом реакции, обмывка готового сорбента от остатков кислот до нейтральной реакции. Кроме этого полученный сорбент характеризуется невысокой величиной хроматографической полярности по Роршнайдеру Мак Рейнольдсу.

Целью предлагаемого изобретения является повышение хроматографической полярности полимерного сорбента для хроматографий на основе сополимера стирола-дивинилбензола.

Поставленная цель достигается путем смешения полимерного сорбента с концентрированной азотной кислотой с одновременным облучением гамма-излучения изотопа Со⁶⁰ экспозиционными дозами (25-200) x 10⁶ рентген.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается от известного тем, что нитрование происходит во время облучения гамма-излучения изотопа Со⁶⁰ и именно за счет активации полимерного сорбента и азотной кислоты под действием излучения хроматографическая полярность сополимера стирола-дивинилбензола увеличивается. Следовательно, заявляемый способ соответствует критерию "новизна".

По сравнению с прототипом предлагаемое решение имеет следующий положительный эффект: увеличение хроматографической полярности в 2 раза, по отношению к исходному сополимеру матрице в 20 раз.

При изучении других известных технических решений в данной области, признаки, отличающие заявляемое изобретение от прототипа, не были выявлены и поэтому они обеспечивают техническому решению соответствие критерию "существенные отличия".

Пример.

Берут фракцию 0,25-0,50 мм полимерного сорбента полисорб-1 (ТУ-6-09-3602-74), помещают в металлический стакан, затем заливают концентрированную азотную кислоту в количестве, по объему, равном объему сорбента, и герметично закрывают. Затем сосуд облучают гамма-излучением изотопа Со⁶⁰ до экспозиционной дозы 25 х 10⁶ рентген в течение 25 часов (при мощности используемой установки 10⁶р) при температуре 20-60^oС, являющейся температурой естественного разогрева за счет протекания реакции. После этого сосуд вскрывают и облученный сорбент отмывают водой до нейтральной реакции, затем сушат. Из сухого сорбента готовят газохроматографическую насадочную колонку (1 м х 3 мм) и помещают в термостат хроматографа, оснащенного детектором по теплопроводности. Для определения полярности сорбента проводят анализ тестовых соединений по Роршнайдеру Мак Рейнольдсу (бензол этанол, метилэтилкетон, нитрометан, пиридин), и рассчитывают коэффициенты полярности I х, у, z, u, s и общую полярность I (2,3). Расчет коэффициентов полярности Роршнайдера Мак Рейнольдса для облученных сорбентов, аналога, прототипа и полисорба-1 проводят относительно полимерного сорбента порапак-Q. Хроматографический анализ на облученных материалах проводят по условиям, указанным в способе-прототипе (2), результаты приведены в таблице. Для сопоставления даны также коэффициенты полярности для исходного сорбента матрицы полисорба-1, а также сорбента, полученного действием концентрированной азотной кислоты на полисорб-1 в течение 200 часов, но без облучения (контрольный образец, в таблице обозначен КN). Выбранное время соответствует максимальной экспозиции сорбентов в гамма-установке, и таким образом доза облучения в таблице соответствует времени облучения, так как мощность 10⁶р.

Аналогичным образом проводят облучение, приготовление колонок, анализ тестовых соединений и расчет коэффициентов полярности для сорбентов с экспозиционными дозами (40 70 100 200) x 10⁶ рентген. Результаты приведены в таблице.

Таким образом, как видно из приведенных данных, использование предлагаемого способа получения полимерного сорбента для хроматографии даже при минимальных экспозиционных дозах (25 х 10⁶р) позволяет превзойти аналог и практически достигнуть значения общей полярности (I), характерного для сорбента, обработанного по способу-прототипу, который одновременно является базовым объектом. Облучение до дозы 70 х 10⁶р позволяет довести величину общей полярности I до 2-х кратного превышения относительно прототипа и 20-ти кратного по сравнению с использованным в качестве исходной матрицы сорбентом полисорб-1 (см. таблицу).

Необходимость применения гамма-излучения Со⁶⁰ и его положительное действие на процесс нитрования полимерных сорбентов совершенно явственно выступает из сравнения значений общей хроматографической полярности I образцов, полученных по предлагаемому способу с величиной, определенной для контрольного сорбента КN, обработанного такой же кислотой в идентичных условиях, но без облучения.

Следует отметить, что выбранный интервал экспозиционных доз облучения обусловлен тем, что при дозах, меньших 25 х 10⁶ р, увеличения полярности относительно прототипа не происходит, а увеличение дозы более 200 х 10⁶ р нецелесообразно, так как полярность сорбента относительно дозы-оптиума (70 х 10⁶ р) далее не повышается, хотя и превосходит значения для способа-прототипа.

Формула изобретения

Способ получения полимерного сорбента для хроматографии путем жидкофазного нитрования концентрированной азотной кислотой сополимера стирола и дивинилбензола, отличающийся тем, что, с целью повышения полярности сорбента, нитрование ведут в процессе - облучения от источника изотопа Со⁶⁰ экспозиционной дозой 2510⁶ 20010⁶ Р.

РИСУНКИ

Рисунок 1