新型液相色譜柱及填料的制備和應(yīng)用.pdf

1、近年來(lái)出現(xiàn)的介孔二氧化硅材料由于具有孔徑均一可調(diào)、比表面積較大、形貌多樣可控、表面硅羥基易于功能化等特點(diǎn)，而被廣泛應(yīng)用在生物醫(yī)藥、環(huán)境食品等樣品的制備、分離與富集等領(lǐng)域。納米介孔材料是將所得介孔材料的宏觀尺寸控制在＜100nm的一類材料，其在近幾年來(lái)受到越來(lái)越多的關(guān)注。本文將介孔材料的特點(diǎn)與色譜固定相及毛細(xì)管電色譜柱的制備技術(shù)相結(jié)合，開展了以下研究工作。論文共分為五章:
　　第一章為文獻(xiàn)綜述。分為如下模塊，填充柱簡(jiǎn)介、整體柱簡(jiǎn)介、

2、開管柱簡(jiǎn)介、硅膠基質(zhì)色譜固定相和介孔材料簡(jiǎn)介、準(zhǔn)固定相和納米介孔材料簡(jiǎn)介，以及論文選題目的和意義。
　　第二章研究了介孔、介孔-大孔多級(jí)有序液相色譜填料的合成和應(yīng)用。首先嘗試了通過(guò)St(o)ber法合成常規(guī)液相色譜用固定相，通過(guò)改變硅源（正硅酸甲酯、正硅酸乙酯、正硅酸丙酯）、反應(yīng)介質(zhì)（乙醇、正丁醇及其混合溶劑）、機(jī)械攪拌等反應(yīng)條件來(lái)試圖得到特定粒徑的單分散球，但是只能得到1-2μm的球。接下來(lái)通過(guò)正硅酸乙酯在表面活性劑存在時(shí)，酸性

3、條件下水解，合成了微米級(jí)的介孔氧化硅球，利用正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，嘗試了反應(yīng)溫度、正硅酸乙酯用量和表面活性劑種類等對(duì)合成介孔球的影響。然后通過(guò)C8后功能化來(lái)獲得反相液相色譜填料。最后將其用作高效液相色譜填料，與商品化填料對(duì)照，比較了其對(duì)多環(huán)芳烴類化合物的分離效果。最后，通過(guò)聚合誘導(dǎo)膠體團(tuán)聚方法(PICA)，用脲醛縮合反應(yīng)，將納米介孔材料黏結(jié)成微米級(jí)的脲醛/二氧化硅復(fù)合微球，最后通過(guò)煅燒除去脲醛樹脂，即可得到多級(jí)有序的介孔-大孔結(jié)構(gòu)，它可提高物質(zhì)

4、傳遞動(dòng)力學(xué)，從而提高分離效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，所得硅球尺寸受原料配比影響較大。用自制的介孔硅溶膠作為原料，在pH=2.0，乙醇的體積含量Ve=10％，尿素、甲醛摩爾比R=1-3的反應(yīng)條件下制備的微球分散性較好、粒度分布均勻且球形規(guī)則。PICA法制備硅膠微球步驟簡(jiǎn)單、易于操作，但對(duì)后處理和煅燒要求較高。
　　第三章研究了一種混合模式（反相模式-弱陰離子交換模式）的毛細(xì)管開管色譜柱的制備和應(yīng)用。早期人們通過(guò)在毛細(xì)管內(nèi)壁上引入氨基類材料來(lái)

5、調(diào)節(jié)毛細(xì)管開管柱的電滲流方向和大小，后來(lái)研究者將氨基類涂層開管柱的概念引入到毛細(xì)管整體柱的制備過(guò)程，并且進(jìn)一步引申制得混合模式整體柱。在此基礎(chǔ)上，本章研究制備了混合模式毛細(xì)管開管柱，其制備方法是:將一定配比的原料（主要包括辛基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、正硅酸乙酯）在反應(yīng)管中，加熱到一定溫度下攪拌反應(yīng)不同時(shí)間，制得溶膠，將該溶膠涂覆在石英毛細(xì)管內(nèi)壁制得開管色譜柱。通過(guò)改變合成原料配比等可以調(diào)節(jié)所得色譜柱的性能。所制備開管柱的

6、電滲流方向和大小可隨流動(dòng)相pH值的改變而改變。所得開管柱用于毛細(xì)管電色譜可分離芳香類化合物、酸性化合物和堿性化合物。
　　第四章研究了C8介孔材料涂層毛細(xì)管開管色譜柱的制備應(yīng)用。采用表面活性劑為結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑，制備了介孔材料涂覆的C8功能化開管毛細(xì)管電色譜柱。其制備方法是:將表面活性劑溶解于乙醇中，加入硅源（正硅酸乙酯）和功能化的硅源（辛基三乙氧基硅烷），在特定溫度下加熱攪拌制得溶膠。將該溶膠涂覆在內(nèi)徑50微米的石英毛細(xì)管內(nèi)壁上，通乙

7、醇的酸溶液除去表面活性劑，即得功能化介孔材料涂層的開管柱。通過(guò)掃描電鏡可見涂層厚度為100 nm左右。所得開管柱用于毛細(xì)管電色譜可分離芳香類化合物等，分離效果明顯優(yōu)于沒(méi)有介孔的涂層柱。
　　第五章探討了納米介孔材料用作毛細(xì)管電色譜準(zhǔn)固定相的技術(shù)。采用十六烷基三甲基氯化銨(CTACl)為模板，嘗試了不同方法合成納米介孔材料，然后研究了所得納米介孔材料在不同溶劑中的分散性，優(yōu)選出能較好分散于毛細(xì)管電泳所用緩沖液的材料，最后將所得材料用