溶膠-凝膠法制備PLOT毛細(xì)管色譜柱.pdf

1、氣相色譜已經(jīng)成為分析分離有機(jī)混合物樣品最主要的儀器設(shè)備，色譜柱是色譜分離的核心，常常被生動(dòng)的稱(chēng)為色譜儀器的心臟。氣相色譜的分離是通過(guò)樣品物質(zhì)在兩相(氣體流動(dòng)相和固定相)之間多次分配，由于樣品組分具有不同的分配系數(shù)，在固定相內(nèi)有不同的保留時(shí)間而得到分離。20世紀(jì)50年代，M.J.E.Goly提出毛細(xì)管開(kāi)管柱用做色譜柱的設(shè)想，揭開(kāi)了毛細(xì)管色譜柱迅速發(fā)展的序幕，毛細(xì)管色譜柱優(yōu)越的分離性能有利地促進(jìn)了色譜儀器的應(yīng)用和發(fā)展。根據(jù)不同的分配機(jī)理，毛

2、細(xì)管氣相色譜柱分為兩種類(lèi)型，即氣-液(含氣-液-固)色譜柱和氣-固色譜柱；根據(jù)固定相在柱內(nèi)的形態(tài)結(jié)構(gòu)，將氣-液色譜柱通常簡(jiǎn)
　　稱(chēng)為WCOT(wall-coated open-tubular column)柱，將氣-固色譜柱稱(chēng)為PLOT(porous-layer open tubular column)柱，將柱內(nèi)涂層為涂敷有固定液的擔(dān)體層的毛細(xì)管柱稱(chēng)為SCOT(support coated open tubular)柱，將柱內(nèi)涂

3、層為涂敷有固定液的擔(dān)體層的毛細(xì)管柱稱(chēng)為SCOT(support coated open tubular)柱，這種柱型應(yīng)用比較少。盡管氣-固色譜的使用領(lǐng)域遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于氣-液色譜，但是氣-固色譜技術(shù)在許多特定的應(yīng)用領(lǐng)域有著不可替代的作用，例如同位素分析，烴類(lèi)異構(gòu)體分析等等。除此以外，氣-固色譜柱和氣-液色譜柱相比較有其明顯的優(yōu)點(diǎn)，如吸附穩(wěn)定性好，基線穩(wěn)定性好等。由于PLOT色譜柱的制備技術(shù)比較復(fù)雜，為個(gè)別廠家專(zhuān)利所有，導(dǎo)致其價(jià)格昂貴，限制了氣-

4、固色譜的應(yīng)用。
　　 色譜柱的研制和開(kāi)發(fā)是很多研究機(jī)構(gòu)和專(zhuān)業(yè)公司一直關(guān)注的熱點(diǎn)，主要有合成新型的固定相，探索新的制備技術(shù)，提高色譜柱的各項(xiàng)性能，以及開(kāi)發(fā)色譜柱的應(yīng)用等等。當(dāng)前氣相毛細(xì)管柱的制備技術(shù)已經(jīng)逐漸發(fā)展為商業(yè)公司各自專(zhuān)有的工藝，其過(guò)程大致相同，對(duì)于氣-液色譜柱來(lái)講，一般包括合成固定相，配置涂敷溶液，對(duì)毛細(xì)管內(nèi)壁進(jìn)行處理，采用靜態(tài)或者動(dòng)態(tài)方式涂敷，最后進(jìn)行化學(xué)交聯(lián)和老化。對(duì)于氣-固色譜柱來(lái)講，包括的步驟有固體吸附材料的研磨和

5、篩選，穩(wěn)定懸浮液的配置，高壓動(dòng)態(tài)方式涂敷，化學(xué)改性和固化等。傳統(tǒng)的色譜柱制備過(guò)程步驟多，程序復(fù)雜，制柱周期長(zhǎng)，而且色譜柱的性能如耐溫性等也有待于提高。由于這些原因的存在，人們一直致力于尋找能克服這些問(wèn)題的方法。
　　 溶膠-凝膠法是一種新穎的色譜柱制備方法，最早由美國(guó)南佛羅里達(dá)大學(xué)Malik博士首先提出來(lái)的，1997年王東新等詳細(xì)報(bào)道了溶膠-凝膠法制備毛細(xì)管色譜柱的步驟。該方法首先需要選擇合適的溶膠-凝膠反應(yīng)體系，體系組成包括，

6、醇鹽基的溶膠前驅(qū)物，含有端羥基的固定相，鈍化試劑以及合適的催化劑；然后將反應(yīng)溶液注入石英毛細(xì)管，在管內(nèi)停留反應(yīng)一定時(shí)間，再高溫固化，最后清洗殘余溶液。整個(gè)制備過(guò)程在1小時(shí)即可完成，縮短了色譜柱制備時(shí)間。本論文總結(jié)了各種色譜柱的制備技術(shù)，重點(diǎn)綜述了當(dāng)前研究者關(guān)注的溶膠-凝膠法色譜柱制備技術(shù)，在此基礎(chǔ)上，將溶膠-凝膠法用于PLOT柱的制備，開(kāi)展了如下具有原始創(chuàng)新性的工作。
　　 (1)采用溶膠-凝膠法，以乙醇為溶劑，選擇正硅酸乙酯和

7、稀鹽酸同氧化鋁微粒形成的溶膠體系，動(dòng)態(tài)涂敷制備了Al2O3-PLOT毛細(xì)管色譜柱，并對(duì)柱子的性能進(jìn)行了考察。
　　 (2)采用溶膠-凝膠法，選擇硅溶膠溶液和正硅酸乙酯，在稀鹽酸的催化下形成溶膠體系，將SiO2微粒分散于該體系中，動(dòng)態(tài)制備SiO22-PLOT毛細(xì)管色譜柱。本論文共分為三個(gè)部分：
　　 第一章：對(duì)氣相色譜柱的發(fā)展和制備方法進(jìn)行了總結(jié)，對(duì)溶膠凝膠法在色譜領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行了綜述，主要分為如下幾部分。
　　

8、(1)氣相色譜柱的發(fā)展該內(nèi)容總結(jié)了傳統(tǒng)毛細(xì)管色譜柱的分類(lèi)，制備方法。
　　 (2)溶膠-凝膠法制備氣相色譜柱該內(nèi)容總結(jié)了溶膠-凝膠法制備毛細(xì)管色譜柱的應(yīng)用，特點(diǎn)和展望；
　　 第二章：采用正硅酸乙酯、稀鹽酸以及氧化鋁的乙醇懸浮液組成的溶膠體系，成功制備了溶膠凝膠Al2O3-PLOT毛細(xì)管色譜柱，并對(duì)制柱方法和色譜柱進(jìn)行了評(píng)價(jià)。
　　 第三章：采用溶膠-凝膠法制備出SiO2-PLOT毛細(xì)管色譜柱，考察了該色譜柱對(duì)揮