Адсорбент для газовой хроматографии

Адсорбент для газовой хроматографии

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6() Дополнительное н авт. сеид-ву(22) Заявлено 301277 (21) 256 2220/23-25 с присоединением заявки №вЂ” (51)М. Кл.

G 01 N 31/08

Государственный комитет

СССР

ll0 делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 1506.80. Бюллетень ¹ 2 2

Дата опубликования описания 20.06. 80 (53) УДК543.544 (088. 8) (72) Авторы изобретения

В ° Г ° Пастушенко, С. С. Криволапов, T. Б, Гаврилова и A. В. Киселев (71) Заявитель

Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт. мономеров (54 ) АДСОРБЕНТ ДЛЯ ГАЗОВОЙ ХРОМАТОГРАФИИ

Изобретение относится к газовому анализу, в частности к газо-адсорбционной хроматографии и может быть использовано для разделения высококипящих и сильнополярных иэомерных аро5 матических кислот.

Известно применение графитированной термической сажи как неспецифического адсорбента для разделения не- о полярных веществ (например, углеводородов и их галоидных производных).Графитированная термическая сажа (ГТС) яв,ляется инертным термостойким иепористым адсорбентом с однородной поверхиос с тью. Однако,она.слишком сильно адсорбирует многие вещества.Для снижения адсорбционной активности ГТС обычно применяется адсорбционное модифицирование.

Известно модифицирование ГТС не;большими количествами жидких фаз, например, плотным монослоем полиэтиленгликоля 0,25-2,0% от веса адсорбена (1) .

Однако нанесение таких тонких пле- 5 нок на поверхность адсорбента позволяет проводить газо-хроматографиче.ское разделение только сравнительно низкокипящих полярных соединений (например, кетонов, простых эфиров) . 30

Известно модифицирование адсорбентов термостойкой полимерной пленкой (мелон) (2).

Однако полученный адсорбент способен сильно сорбировать воду, спирт и кислоты, что исключает его применение для разделения этих соединений.

Цель изобретения — повышение селективности разделения полярных высококипящих веществ.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве модификатора используют ароматические дикарбоновые кислоты в количестве 0,5-3% от веса адсорбента.

В качестве модифицирующих ароматических дикарбоновых кислот применяют терефталевую кислоту (ТФК), 4,4 -дифенилсульфондикарбоновую кислоту (4,4 -ДФСДК) и 2,6-нафталиндикарбоновую кислоту (2,6-НДК) .

Адсорбент приготавливают следующим образом.

В горячем диметилформамнде растворяют указанные дикарбоновые кислоты в количестве 0,5-3Ъ от веса графити-. ,юованной сажи. В полученный раствор вносят расчетное количество адсорбента, после чего растворитель удаляют сначала нагреванием на водяной бане, а затем высушивают адсорбент

741144

Пс хроматограмме бенэойной и изо35 меров толуилоных кислот (1 бензойная кислота, 2 а-талуиловая, Зм -толуилоВая, 4 П -толуиловая кислоты), и хроматаграме этой же смеси на колонке, заполненной графитированной сажей, . 40 модифицированной ЗВ а -Н РО4, видно, что порядок -выхода одинаковый,однако время анализа при тех же условиях разделения при использовании колонки с ETC, обработанной дифенилсульфонди- 45 карбононой кислотой, сокращается до

4 мин (рис. 2 и 3) .

П р и и е р 3. Используя ту же, что и в примере 2 колонку, проводят анализ смеси бенэойной кислоты и 50

Орта -,МЕта -,дара -изомерой хлорбензайной кислоты. На рис. 4 приведена хроматограмма смеси, вещества перечислены в порядке выхода. Температура колонки 180 С, температура испарения 290 С, объемная скорость газао носителя (аргон) 20 мл/мин. Объем пробы 0,2 мкл, 5% раствор смеси н диоксане. Время анализа 3 мин. Для сравнения на рис. 5 представлена хроматограмма этой же смеси методом d0 газо-жидкостной хроматографии. На ко-. лонке длиной 2,8 и вещества выходят в следующей последовательности: бенз ой на я кислота, орта — метс — и пс(РО-хлорбензойные кислоты. Время анали- 6$ с помощью вакуум-эксикатора и загружают в хроматографическую колонHje

Пример 1. Колонку длиной

0,45 м заполняют 1,10 г графитированной термической сажи с удельной поверхностью 10 м /г, фракции 0,2- 5

0,3 мм, обработанную терефталевой кислотой, взятой в количестве 0,022 r что соответствует 2Ъ от веса ГТС. с

Разделение смеси бенэойной и П-толуиловой кислот проводят на хроматографе Цвет-102 с пламенно-иониэационным детектором при температуре . 180 С, температура испарения 230 С, газ-носитель аргон с ®бъемной скоростью 20 мл/мин. Объем йробы О,б мкл/ 15

ЗЪ раствор смеси.

На хроматограмме смеси бенэойной

1 и и-толуилоной кислоты 2, видно, что разделение происходит за 5 мин (фиг. 1).

П р и и е р 2. Колонку длиной

0,45 и заполняют 1,20 r графитироваиной термической сажи с удельной поверхностью 10 м /г, фракции 0,22

0,3 мм, обработанную 4,4 -дифенилсульфондикарбоновой кислотой, взятой в количестве. 0,024 г, что ссответстнует 2Ъ ат веса адсорбента.

При температуре 180 С проводят разделение смеси бенэойной и изомеров толуыловой кислот, температура 30 испарения 290 С, газ-носитель аргон с объемной скоростью 20 мл/мин. Объ. ем проб и 0,4 мкл (ЗЪ-ный раствор смеси), эа 35 мин. На колонке, заполненной графитн ров а н ной сажей, обработанной 2% î-НзРО, разделяются не нсе иэомеры хлорбенэойной кислоты.

Пример 4. Колонку длиной

0,44 м заполняют 1,10 г графитированной термической сажи с удельной поверхностью 10 мг/г, фракция 0,250,30 мм, обработанную 2,б-нафталиндикарбоновой кислотой, взятой в количестве 0,011 r, что соотнетствует

1% от веса ГТС.

При температуре 225 С проводят разделение смеси арто вЂ,мега вЂ,ngpa-изомерон нитробензойной кислоты, температура испарения 330 С, газноситЕль аргон с объемной скоростью

30 мм/мин. Объем пробы 0,8 мкл (5Ъ-.й раствор смеси в диоксане) .

На рис. б представлена хроматограмма смеси изомерон нитробенэойной кислоты (1 о(то -нитробензойная, 2 мета-нитробензойная 3 пс(рс -нитробензойная) . На колонке с ГТС, обработанной фосфорной кислотой, эти кислоты не выходят.

Пример 5. Используя ту же, что и в примере 4 колонку, проводят разделение примеси бенэойной и иМш-толуиловой кислоты в терефталеной кислоте (ТФК) Газо-хроматографическое определение проводят при температуре колонки 240 С, температура испарителя 340 С, расход газа-носителя . (аргон) мл/мин, объем пробы 1,0 мкл насыщенного раствора ТФЕ в диметилформамиде. В иэотермическом режиме, как показано на рис. 7, первой выходит бензойная кислота, второй

Псрс(-талуиловая и последней вымывается сильно ассиметричным пиком ТФК.

Пример б. Используя ту же колонку, как в примере 4, проводят раз деле ни е и номеров мета кс и бе н з айной кислоты. Условия газо-хроматографического разделения следующие: температура колонки 215 С, температура испарителя 330 С, расход гаэа-. носителя (аргон, 30 мл/мин). Объем пробы 0,2 мкл (5%-й раствор смеси в диоксане) . Н рис. 8 представлена хроматограмча смеси иэомеров. Первым выходит opTQ —, затем Мета - и последней 90рО -метоксибензойные кислоты.

На колонке с ГТС, обработанной о—

Н РО4., эти кислотЫ не выходят.

Приведенные результаты показывают, что графитиронанная сажа, модифицированная ароматическими дикарбоновыми кислотами, может быть использонана в качестве селективного адсорбента для разделения за короткое время карбоксил- и хлорсодержащих ароматических веществ.

741144

В таблице приведены значения коэффициента разделения (КР) и селективности (Кс) на графитированной тер) мической саже, модифицированной с}иноН Р04 4,4 -дифенилсульфондикарбоновой и Z6-нафталиндикарбоновой кислотой.

Таким образом, модифицирование графитированной термической сажи

ы кислот

Адсор хло йна орб я

Кв

2 25 0,25 0,95 0,20 0 0

1,35 0,25 0,85 0,30 2,75 0,75

2,80 0,60 2,20 0,70 4,60 1,25

Формула изобретения

1. Адсорбент для газовой хромато графии, содержаший графитированную термическую сажу и модификатор, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повиаения селективности разделения полярных высококипящих веществ, в качестве модификатора он содержит ароматические днкарбоновые кислоты в количестве 0,5-3,0% от веса адсорбента.

2. Адсорбент по и. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что в качестве ароматической дикарбоновой .кислоты ис,пользуют терефталевую кислоту.

ГТС + 2%

0 -Н РО 2,00 0,30

ГТС + 0,5%

4ю4 ДФСДК 4с00 Ою60

ГТС + 1%

2,6-НДК . 1,00 0,40 арома тичес кими кислотами поз волет проводить газо-хроматографнчес кое разделение таких сильно полярных и высококнпящих веществ, как ароматические эамещенные монокарбоновые кислоты и расширить. воэможности приме- . нения газо-адсорбционного анализа.

3. Адсорбент по п. 1, о т л н чающий ся тем, чтов качестве ароматической дикарбоновой кислоты

З5 используют 4,4 -дифенилсульфондикарбоновую кислоту.

4. Ацсорбент по и. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что в качестве ароматической дикарбоновой кислоты используют 2,6-нафталиндикарбоновую кислоту.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Белякова Л. Д. и др. — ЖФХ 42, 177, 1968.

45 2. Авторское свидетельство СССР

Ю 425639, кл. G 01 N 31/08, 1974.