新型液相色譜柱及填料的制備和應(yīng)用.pdf

1、近年來出現(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，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，其在近幾年來受到越來越多的關(guān)注。本文將介孔材料的特點與色譜固定相及毛細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:
　　第一章為文獻綜述。分為如下模塊，填充柱簡介、整體柱簡介、

2、開管柱簡介、硅膠基質(zhì)色譜固定相和介孔材料簡介、準固定相和納米介孔材料簡介，以及論文選題目的和意義。
　　第二章研究了介孔、介孔-大孔多級有序液相色譜填料的合成和應(yīng)用。首先嘗試了通過St(o)ber法合成常規(guī)液相色譜用固定相，通過改變硅源（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）、機械攪拌等反應(yīng)條件來試圖得到特定粒徑的單分散球，但是只能得到1-2μm的球。接下來通過正硅酸乙酯在表面活性劑存在時，酸性

3、條件下水解，合成了微米級的介孔氧化硅球，利用正交實驗設(shè)計，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合成介孔球的影響。然后通過C8后功能化來獲得反相液相色譜填料。最后將其用作高效液相色譜填料，與商品化填料對照，比較了其對多環(huán)芳烴類化合物的分離效果。最后，通過聚合誘導(dǎo)膠體團聚方法(PICA)，用脲醛縮合反應(yīng)，將納米介孔材料黏結(jié)成微米級的脲醛/二氧化硅復(fù)合微球，最后通過煅燒除去脲醛樹脂，即可得到多級有序的介孔-大孔結(jié)構(gòu)，它可提高物質(zhì)

4、傳遞動力學(xué)，從而提高分離效果。實驗結(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單、易于操作，但對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）的毛細管開管色譜柱的制備和應(yīng)用。早期人們通過在毛細管內(nèi)壁上引入氨基類材料來

5、調(diào)節(jié)毛細管開管柱的電滲流方向和大小，后來研究者將氨基類涂層開管柱的概念引入到毛細管整體柱的制備過程，并且進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)不同時間，制得溶膠，將該溶膠涂覆在石英毛細管內(nèi)壁制得開管色譜柱。通過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相pH值的改變而改變。所得開管柱用于毛細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。通過掃描電鏡可見涂層厚度為100 nm左右。所得開管柱用于毛細管電色譜可分離芳香類化合物等，分離效果明顯優(yōu)于沒有介孔的涂層柱。
　　第五章探討了納米介孔材料用作毛細管電色譜準固定相的技術(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管電泳所用緩沖液的材料，最后將所得材料用