專利名稱：液相色譜用硅膠及混合烷基鍵合固定相的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高效液相色譜用硅膠及混合烷基鍵合固定相的制備方法，具體地說就是一種采用乳液技術(shù)結(jié)合氣體沉淀劑制備高效液相色譜用微米級球型硅膠及混合烷基鍵合固定相的方法。
高效液相色譜是現(xiàn)代分離技術(shù)的主要成員之一，由于它具有很強(qiáng)的分離分析能力，已被廣泛用于醫(yī)藥、生物、化學(xué)、環(huán)境等的研究和生產(chǎn)領(lǐng)域。然而，在我國高效液相色譜儀及分離材料(固定相)主要依賴進(jìn)口。就固定相而言，依賴進(jìn)口的原因主要是未能掌握合成固定相所需的高性能基質(zhì)材料的制備技術(shù)，因為高性能的基質(zhì)材料是發(fā)展高效液相色譜固定相的基礎(chǔ)。目前，使用的基質(zhì)材料有微米級硅膠、鋯膠、鈦膠、聚合物、石墨碳等微粒，而硅膠是使用最廣泛的基質(zhì)材料。高效液相色譜用硅膠的制備技術(shù)主要見于專利文獻(xiàn)或被制造商保密。據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)報道，主要的制備技術(shù)有固體反應(yīng)、(共)沉淀、化學(xué)氣相沉積、溶膠-凝膠等制備技術(shù)。采用這些技術(shù)制備高效液相色譜用硅膠時，條件一般比較苛刻，所得產(chǎn)品的成本較高。
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種采用乳液技術(shù)結(jié)合氣體沉淀劑制備高效液相色譜用微米級球型硅膠及混合烷基鍵合固定相的新方法，采用本發(fā)明方法應(yīng)能在較溫和的條件下制備出性能不低于現(xiàn)有技術(shù)的產(chǎn)品，而且該方法所用設(shè)備簡單，產(chǎn)品成本低廉。
為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的所采用的技術(shù)方案一種制備高效液相色譜用硅膠的新方法將硅酸鈉溶于蒸餾水，與溶有表面活性劑(非離子型)的非極性有機(jī)溶劑(石油醚、煤油、環(huán)己烷、正己烷等)混合，在攪拌條件下通入氣體沉淀劑(二氧化碳、氯化氫、乙酸蒸氣)，得到微米級球型硅膠初產(chǎn)品。初產(chǎn)品經(jīng)陳化、破乳、溶劑洗滌、蒸餾水沉降分級，收集平均粒徑分別為3微米、5微米和10微米的球型硅膠，經(jīng)高溫焙燒后得到高效液相色譜用硅膠。所得硅膠與C8-C13混合烷基三乙氧基硅烷反應(yīng)后得到反相液相色譜固定相即混合烷基鍵合固定相。
本發(fā)明的優(yōu)選操作條件為1.硅膠酸鈉水溶液 硅酸鈉(g)∶蒸餾水(mL)＝4∶3～4∶5；非離子型表面活性劑溶液 非離子型表面活性劑(g)∶非極性有機(jī)溶劑(mL)＝2∶45～2∶55；硅酸鈉溶液(mL)∶非離子型表面活性劑溶液(mL)＝1∶10～1∶20；攪拌速度1500～2000rpm；反應(yīng)溫度室溫；氣體沉淀劑通氣時間40～60min；破乳劑加入量為反應(yīng)液的10％；沉降分級用溶劑為蒸餾水；焙燒溫度450～500℃。
2.C8-C13混合烷基鍵合硅膠固定相硅膠(g)∶C8-C13混合烷基三乙氧基硅烷(g)＝10∶2～10∶5；反應(yīng)溫度100～120℃；
反應(yīng)時間15～24h；洗滌溶劑依次為甲苯、丙酮、甲醇、蒸餾水、丙酮；干燥溫度80～120℃。
與已有技術(shù)相比較，采用發(fā)明的技術(shù)方案所達(dá)到的有益效果本發(fā)明所得產(chǎn)品為白色粉末，在400倍的顯微鏡下觀察為微米級球型微粒。產(chǎn)品的比表面積為200～300m2/g，機(jī)械強(qiáng)度好(500kg/cm2壓力下裝柱，球型微粒保存完好)。本發(fā)明采用氣體沉淀劑避免了傳統(tǒng)液體沉淀劑如鹽酸和氨水等可能帶來的微量金屬污染問題。用工業(yè)煤油和環(huán)己烷代替石油醚對產(chǎn)品質(zhì)量無影響，且這些溶劑均可回收循環(huán)使用。平均粒徑5微米的硅膠經(jīng)C8-C13混合烷基三乙氧基硅烷處理后，制得反相液相色譜固定相。該固定相對七種多環(huán)芳烴的分離如圖1所示，其分離性能優(yōu)于某進(jìn)口C18固定相(圖2)。


圖1為多環(huán)芳烴在由本發(fā)明所得硅膠(經(jīng)C8-C13混合烷基三乙氧基硅烷處理)上的分離圖；圖2為多環(huán)芳烴在由某進(jìn)口C18固定相上的分離圖。
流動相甲醇-水(圖1中為50∶50，圖2中為80∶20V/V)，流速1.0ml/min，峰1.苯，2.甲苯，3.萘，4.聯(lián)苯，5.芴，6.菲，7.蒽。
以下結(jié)合具體的實(shí)施例對發(fā)明的方案作進(jìn)一步的說明實(shí)施例1在50-mL燒杯中稱取32g硅酸鈉，用24mL水溶解；稱取16g表面活性劑(吐溫80∶Span60＝1∶1，w/w)溶于380mL石油醚(沸程90-120℃)中；將上述兩種溶液轉(zhuǎn)移到1-L的三口圓底燒瓶中，在1800rpm的轉(zhuǎn)速下機(jī)械攪拌10min后，通入氣體沉淀劑(二氧化碳)(流速30～50mL/min)，40～60min后，停止通氣，降低轉(zhuǎn)速至800rpm繼續(xù)攪拌23小時，停止攪拌，加入破乳劑，沉降后傾倒上清液至回收瓶中，用石油醚洗滌沉淀2次，G3砂芯漏斗抽濾，乙醇洗滌(約300 mL)，蒸餾水洗滌(約500mL)，抽干、后將沉淀轉(zhuǎn)入500-mL燒杯中，用蒸餾水沉降分級，60℃干燥、500℃焙燒1小時，分別得到平均粒徑為3、5、10微米的球型硅膠2.0 g、5.0 g和1.0g。
在甲苯中按硅膠與C8-C13混合烷基三乙氧基硅烷為5∶1的比例于100℃下進(jìn)行烷基化處理20小時，得到C8-C13混合烷基鍵合固定相。
實(shí)施例2在50-mL燒杯中稱取20g硅酸鈉，用24mL水溶解；稱取16g表面活性劑(吐溫80)溶于380mL煤油(沸程90～120℃)中；將上述兩種溶液轉(zhuǎn)移到1-L的三口圓底燒瓶中，在1800rpm的轉(zhuǎn)速下機(jī)械攪拌10min后，通入氣體沉淀劑(氯化氫)(流速30-50mL/min)，40～60min后，停止通氣，降低轉(zhuǎn)速至800rpm繼續(xù)攪拌23小時，停止攪拌，加入破乳劑，沉降后傾倒上清液至回收瓶中，用石油醚洗滌沉淀2次，G3砂芯漏斗抽濾，乙醇洗滌(約300 mL)，蒸餾水洗滌(約500mL)，抽干、后將沉淀轉(zhuǎn)入500-mL燒杯中，用蒸餾水沉降分級，60℃干燥、500℃焙燒1小時，分別得到平均粒徑為3、5、10微米的球型硅膠5.0g、3.0g和1.0g。
在甲苯中按硅膠與C8-C13混合烷基三乙氧基硅烷為2∶1的比例于120℃進(jìn)行烷基化處理16小時，得到C8-C13混合烷基鍵合固定相。
權(quán)利要求
1.一種制備高效液相色譜用硅膠的方法，其特征在于將硅酸鈉溶液與非離子型表面活性劑溶液按1∶10～1∶20的比例混合，在攪拌下通入氣體沉淀劑40～60min，繼續(xù)攪拌反應(yīng)15～24小時，經(jīng)陳化、加丙酮破乳、溶劑洗滌、蒸餾水沉降分級，收集微米級的球型硅膠，再經(jīng)450～500℃焙燒后即得高效液相色譜用硅膠。
2.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的硅酸鈉溶液組成為硅酸鈉蒸餾水＝4∶3～4∶5。
3.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的非離子型表面活性劑溶液組成為非離子表面活性劑∶非極性有機(jī)溶劑＝2∶45～2∶55。
4.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的氣體沉淀劑為二氧化碳，或氯化氫，或乙酸蒸氣。
5.一種C8-C13混合烷基鍵合固定相，其特征在于它是由硅膠與C8-C13混合烷基三乙氧基硅烷進(jìn)行烷基化處理得到的烷基化產(chǎn)物。
6.一種制備權(quán)利要求5所述的C8-C13混合烷基鍵合固定相，其特征在于該方法是在甲苯中按硅膠∶C8-C13混合烷基三乙氧基硅烷為10∶2～10∶5的比例于100～120℃下反應(yīng)15～24小時后，再經(jīng)洗滌、干燥，即得到C8-C13混合烷基鍵合固定相。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種制備高效液相色譜用微米級球型硅膠及C
文檔編號G01N30/04GK1255635SQ98121690
公開日2000年6月7日 申請日期1998年12月1日 優(yōu)先權(quán)日1998年12月1日
發(fā)明者馮鈺锜, 達(dá)世祿, 王忠華 申請人:武漢大學(xué)