Сорбент для хроматографии

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 290678 (21) 2636001/23-26 с присоединением заявки Йо (23) Приоритет

Опубликовано 250 1.80. Бюллетень М 3

Дата Опубликования описания 250180

« 710615

Союз Советских

Социалистических

Республик Ж ,Г (51)М. Кл.2

В 01 У 1/22

В 01 D 15/08

С 01 И 31/08

Государственный комитет

СССР оо делаи изобретений н открытий (53) УДК 661. 183. . 12 (088, 8) (72) Авторы

ИЗОбр@т@иня Г.В.Кудрявцев, Г.B.Ëèñè÷êèí, В.М.Иванов и В.H.Фигуровская

Ъ (71) Заявитель московский ордена ленина и ордена трудового красного знамени государственный университет им. M.Â.Ëîìoíîñoâà (54) СОРБЕНТ ДЛЯ ХРОМАТОГРАФИИ

Изобретение относится к способам приготовления сорбентон и может быть использовано для разделения металлов в растворах, в частности, для разделения металлов методом хроматографии.

Известно использование в качестве сорбентов для хроматографического разделения металлов ионитов, представляющих собой органическую матрицу, содержащую катион- или анионообменивающие, а также комплексующие группы (1).

Несмотря на то, что иониты широко применяются на прокатке, они имеют существенные недостатки, заключающиеся в том, что вследствие органической природы матрицы, которая обладает гидрофобными свойствами, ионит необходимо длительное время (зависящее от степени сшивки) выдерживать в водном растворе для его набухания; вследстние медленной диффузии ионов через органическую матри- 2 цу время установления адсорбционного равновесия исчисляется часами; получения ионитон трудоемкое; носпроизводимость их ионообменных свойств недостаточная, сильно зависящая от степени сшинки; изменение удельного объема ионитон, происходящее при замене ионов, сильно отличающихся по размеру, и обусловливает гидродинамические затруднения.

Наиболее близкими к предлагаемому сорбенту по техничеСкой сущности и достигаемому результату являются сорбенты для хроматографии, представляющие собой минеральный носитель, пропитанный комплексообразующими веществами (2) .

Сорбенты получают путем адсорбции на поверхности носителя — угля, окиси алюминия комплексообразователей, в частности диметилглиоксима, диэтилдитиокарбамата, оксихинолина, фениларсононой кислоты, N-бензол-N-фенилгидроксиламина и таннина.

Недостатками описанных сорбентов являются длительность установления равновесия между сорбентом и.раствором — 3-4 суток при комнатной температуре, 12 часон при сорбции при

95 С. Вследствие низкой скорости установления адсорбционного.равновесия скорость пропускания раствора через колонку с сорбентом состанляFT 0,24 мл/мин см ; недостаточная

7106i5стабильность сорбентов во времени особенно в случае применеHHH кэмплексообразователей хорошо растворимых в воде (диметилглиоксим. таннин) и при повышенных температурах„ обусловленная смыванием адсорбированного комплексообразователя. Для предотвращения загрязнения раствора используют вторую колонку с немодифицированным сорбентом, на котором происходит поглощение комплексообразователя, смытого из первой колонки; неоднородность адсорбционных центров при малых степенях заполнеI ния поверхности (до 5 мас.Ъ) . Вследствие. неполного покрытия поверхности угля комплексообразователем наблюдается ионный обмен на кислотных группах .носителя. Совместное присутствие на поверхности комплексообразующих и ионообменивающих- центров снижает эффективность хроматографического разделения. Увеличение же степени заполнения (более 10 масс.Ъ) приводит к образованию полимслекулярных слоев, что вызывает ухудшение массообмена.

Цель изобретения — ускорение грсцесса хроматографирования и увеличение стабильности действия сорбентво времени.

Цель достигается предложенным сорбентом, содержащим 4.0 — 10,0 масс.Ъ

Р --хлорпропилтрихлорсилана, 1,22,4 масс.Ъ этилендиамина и остальное силикагель марки Силохром С-120 в качестве носителя.

Предложенный сорбент получают нагреванием смеси „содержащей сил .кагель и ) -хлорпропилтрихлорсилан в количестве 4,0 — 10,0 масс. o, o последующей обработкой полученного материала спиртовым раствором этилендиамина при нагревании. уменьшение содержания (-хлорпропилтрихлорсилаНа ниже 4 приводит к симбатному уменьшению содержания хелатирующих этилендиаминовых групп и ухудшению сорбционных характеристик сорбента.

При увеличении содержани". 3 --хлорпропилтрихлорсилана выше 10 не происходит увеличения содержания этиленди— амина и улучшения сорбциэнных характеристик.

Пример 1. К 5 г силикагеля марки Силохром С-120 приливают раствор 0,4 мл f -хлорпропилтрихлорсилана в 12 мл толуола. Получившуюся суспензию выдерживают в сушильном шкафу при 80-100 >C в течение U ч, затем промывают спиртом и высушивают при 120>C . К 5 г полученного материала прибавляют 15 мл 50Ъ-ного

Раствора этилендиамина в спирте, по лученную суспензию выдерживают при

70 С в сушильном шкафу в --à="uåêèe

2 ч, затем промывают спиртом и водой до отрицательной реакции на этилендиамин и высушивают при 120 С под вакуумом. Содержание этилендиамина равно 1,2 масс.% .

Пример 2. В условиях примера i берут 0,6 мл Р -хлорпропилтрихлорсилана. Содержание этилендиамина 2,3 масс.%.

Пример 3. В условиях примера 1 берут 1,0 мл -хлорпропилтрихлорсилана. Содержание этилендиами— на 2,4 масс.Ъ.

Для изучения кинетики сорбции иэн>эв на предложенном сорбенте в статических условиях в 10 склянок емкостью по 50 мл помещают 1 мл раствора исследуемого иона с концентрацией 0,1 мг/мл, 5 мл 0,05 М боратного буферного раствора, 14 мл воды, 0,1 г сорбента и склянки встряхивают в течение различного периода времени (от 1 до 60 мин) . Равновесие

2О устанавливается за 5-15 мин.

В аналогичных условиях изучают

2 рН-зависимость сорбции ионов Си

Co, Еп2 Мп2 и Ге " »а полученном сорбенте. Исследованные ионы можно разделить на две группы — сильносорd «Ф бирующиеся медь, цинк, железо) и слабосорбирующиеся (кобальт, марганец) .

Для разделения смесей ионов в хроматографическую колонку диаметрам 1 см помещают 1 г сорбента (высота слоя сорбента 4 cM). Через колонку пропускают 15 мл раствора с

РН 5,9, содержащего сильносорбирующисся и слабосорбирующиеся ионы, со

ЗЬ средней скоростью 3,0 мл/мин ° см

Колонку промывают >5 мл раствора с тем же РН, в эффлюэнте определяют количество слабосорбирующегося иона.

Затем колонку промывают 25-50 мл

4(} раствора азотной кислоты до отрицательной реакции на. исследуемый ион металла. В элюате определяют количество сильносорбирующихся ионов. Про«< ведено разделение смесей Cu — Co

2å. а+, .Ъ+ 2+ 2.+ 2о

Еп -Со, Ге -Co», Cu --Mn Zn -Mn, Ге -Мп при различных соотношениях ионов.

В аналогичных условиях варьирует ск.рость пропускания раствора, содержащего смесь ионов меди и кобальта, от 1 до 30 мл/мин ° см 2. Показано, чтo скорость пропускания не влияет на эффективность разделения.

Проведено длительное испытание

5 стабильности действия сорбента.

Многократное (20 опытов) использование сорбента не влияет на эффективность разделения и не приводит к уменьшению сэдержания хела.1ирующих групп на поверхности носителя. оО Таким образом, предложенный сорбент обладает высокими и воспроизводимыми адсорбционными свойствами и может быть использован для экспрессного хроматографического разделения ионов переходных металлов. Сорбент

7106)5

| -Хлорпропилтрихлорсилан

Этиленлиамин

Силикагель Силохром С-120

4,0-10,0

1,2-2,4

Остальное.

Формула изобретения

Составитель Г.Кудрявцев редактор М.Недолуженко Техред M.Êeëeìåø Корректор Я. Веселовская

Заказ 8566/3 Тираж 809 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытиЯ

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 может применяться без предварительной обработки. Вследствие малых кине,тических и диффузионных затрудне-— нйй хроматографическое разделение в присутствии предлагаемого сорбента может проводиться с высокой скоростью 5 (скорость пропускания раствора через колонку может доходить до

30 мл/мин см по сравнению с

О, 24 мл/мин ° см для известного), что

2 способствует интенсификации научных исследований в области разделения ионов переходных металлов. Предложенный сорбент обладает высокой стабильностью и может быть использован для многократного разделения смесей ионов без ухудшения эффективности разделения.

Сорбент для хроматографии, содержащий носитель и комплексообразующий агент, о т л и ч а ю щ и A с я тем, что, с целью ускорения процесса хроматографирования и увеличения стабильности действия, сорбент дополнительно содержит g --хлорпропилтрихлорсилан, в качестве носителя — силикагель Силохром С-120, а в качестве комплексообразующегося агента— этилендиамин при следующем соотношении исходных компонентов, масс.%:

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Морозов A.A. Хроматография в неорганическом анализе. Высшая школа, М., 1972, с. 52.

2. Теория ионного обмена и хроматография. Наука, М., 1968, с. 231.