（有机化学专业论文）聚合物基质液相色谱固定相的制备及其评价.pdf

ab s t r a c t a n e w a p p r o a c h o f p r e p a r in g p o l y m e r m i c r o b e a d s w i t h n a r r o w s i z e d i s t r i b u t i o n , w h i c h i n c l u d e s t w o s t e p s o f d i s p e r s i o n p o l y m e r i z a t i o n a n d o n e - s t e p s w e l l i n g a n d p o l y m e r i z a t i o n , w a s e x p l o r e d a n d i n t e n s i v e l y s t u d i e d i n t h i s p a p e r . t h i s k i n d o f b e a d s c a n b e u s e d a s h p l c s t a t i o n a r y p h a s e a n d s u p p o r t m a t e r i a l s f o r b i o c h e m i c a l s . i n t h e f i r s t s t e p , t h e p r e p a r a t i o n o f m o n o d i s p e r s e p o l y m e r s e e d i s v i t a l t o g e t t h e d e s ire d m i c r o b e a d s . b y s t u d y i n g t h e d i s p e r s i o n p o ly m e r i z a t i o n , a l o t o f d i s c u s s i o n s o f t h e c o n c e n t r a t i o n o f t h e c o m p o n e n t i n t h e r e a c t i o n s y s t e m w e r e m a d e t o p r o v i d e a n e f f i c i e n t p a t h t o c o n t r o l t h e p a r t i c a l s i z e a n d i t s d i s t r i b u t i o n . n o n i o n i c c e l l u l o s i c d e r i v a t i v e s w e r e u s e d a s s t e r i c s t a b i l i z e r i n v a r i e t y o f s o l v e n t s y s t e m s . mi c r o n s i z e p a r t i c l e s c a n b e p r e p a r e d w i t h o u t t h e u s e o f a n e l e c t r o s t a t i c c o s t a b i l i z e r , r e s u l t i n g i n a n u n c h a r g e d d i s p e r s i o n . s u c h p o l y m e r p a rt i c l e s c a n b e m a d e t o b e v e r y u n i f o r m i n s i z e o r t o h a v e a w i d e r b u t d e f i n e d p a rt i c l e s i z e r a n g e , d e p e n d i n g u p o n t h e s o l v e n c y o f t h e d i s p e r s i o n m e d iu m . w e s u c c e s s f u l ly o b t a i n e d m o d o d i s p e r s e m i c r o b e a d s w i t h i n w i d e d i a m e t e r r a n g e t h r o u g h m o d i f i c a t i o n o f s o m e f a c t o r s i n s o l u t i o n s y s t e m a n d r e a c t i o n c o n d i t i o n . i n t h e s e c o n d s t e p , o n e - s t e p s w e l l i n g a n d p o l y m e r i z a t i o n c a n g i v e m i c r o m e t e r p o l y m e r b e a d s w i t h a t i o n a r e n e c e s s a ry . s i z e d i s t r i b u t io n . n o c o m p l i c a t e d p r o c e s s e s a ft e r s e v e r a l k i n d s o f m i c r o b e a d s w i t h d i ff e r e n t p a rt i c l e s i z e s a n d d i ff e r e n t p o r e s t r u c t u r e s w e r e m a d e b y c h a n g i n g t h e t y p e a n d c o n c e n t r a t i o n o f m o n o m e r , t h e s w e l l i n g r e a g e n t a n d p o r o g e n . t h e i n fl u e n c e o f r e a c t i o n c o n d i t i o n s , s u c h a s t e m p e r a t u r e , t i m e , s t ir r i n g s p e e d , o n t h e p a r t i c l e s h a p e , s i z e a n d s t ru c t u r e w a s e x t e n s i v e l y s t u d i e d . t h e c h r o m a t o g r a p h i c p e r f o r m o f t h e p o l y m e r m i c r o b e a d s , w h i c h w e r e m a d e b y t h e a b o v e m e t h o d , w a s e v a l u a t e d . s e v e r a l k i n d s o f p r a c t i c a l s e p a r a t i o n s w e r e t e s t e d o n s t - d v b . t h e s e e x a m p l e s s h o w t h a t s t - d v b s y n t h e s i z e d i n o u r l a b o r a t o r y i s a g o o d r e v e r s e d - p h a s e s t a t i o n a ry p h a s e a n d w a s e x c e l l e n t a s t h a t o f c o m m e r c i a l p o ly m e r p a c k i n g m a t e r i a l s c a t i o n a n d a n i o n i o n e x c h a n g e r s w e r e p r e p a r e d b y b e i n g s u l p h o n a t e d u s i n g c h l o r o s u lp h o n i c a c i d a n d s u l f u r i c a c i d , a n d b y b e i n g a m i n a t e d u s in g t r i m e t h y l a m i n e , r e s p e c t i v e l y . d i ff e r e n t m e t h o d s o f s u l p h o n a t i o n w e r e s t u d i e d . t h e c a p a c i t y o f i o n e x c h a n g e r s w a s c a c u l a t e d . b o t h c a t i o n a n d a n i o n e x c h a n g e r s w e r e e v a l u a t e d o n v a r i a n 5 0 6 0 l i q u i d c h r o m a t o g r a p h . k e y w o r d s : d i s p e r s i o n p o l y m e r i z a t i o n o n e - s t e p s w e l l i n g a n d p o l y m e r i z a t i o n m o n o d i s p e r s e p o l y m e r b e a d s p o l y m e r b e a d s w i t h n a r r o w s i z e d i s t r i b u t i o n c a t i o n e x c h a n g e r a n i o n e x c h a n g e r 南开大学硕士论文 第一章 前言 前 . j一 习 1 . 导言 现代色谱法从 1 9 0 3 年俄国植物学家mi k h a i l t s w e tt研究植物绿叶中的色 素川 开始， 至今已 近百年。 色谱法的分离原理是使混合物中各组分在两相间进行 分配， 其中一相是不动的 ， 称为固 定相; 另一相则是推动混合物流过固定相的 气 体或液体 ， 称为 流动 相。 当 流动相中 所含混 合物经 过固 定 相时 ， 与固 定相发生 相 互作用， 各组分的性质和结构不同， 相互作用存在差异， 因此使不同组分在固定 相中滞留时间长短不同， 从而按先后不同次序从固定床中流出。可以根据流动 相的状态将色谱法分为四大类， 如表1 - 1 所示. 高效液相色谱( h p l c ) 以液体为 流动相， 是色谱法的一个分支。 表卜1 按流动相种类分类的色谱法 色谱类型 气相色谱法 液相色谱法 超临界流体色谱法 电色谱法 流动相 气体 液体 超临界流体 缓冲溶液、电场 主要分析对象 挥发性有机物 可以溶于水或有机溶剂的物质 各种有机化合物 离子和各种有机化合物 高效液相色谱( h p l c ) 从七十年代出现至今在短短的几十年时间里得到了迅 速发展和广泛应用。据m a j o r s 统计， 在药物学、生物医学、生物化学和环境科 学等各个方面， 有8 0 % 的分离是通过h p l c 分离技术实现的 . h p l c 技术不但可 以 实现复杂混合物的制备分离， 还可以同时进行定性和定量分析， 可以说， h p l c 己成为目前最重要的分离分析手段之一。作为高效液相色谱核心的色谱填料在 h p l c 的 发展过程中不断改 进和发展。 理想的h p l c 填料应具备: ( a ) 较高的比表 面积， 表面能量分布均一; ( b ) 物理、化学性质稳定， 即耐强酸强碱以及不溶于各 南开大学硕士论文 第一章 前言 种流动相溶剂; ( c ) 传质快， 即要求有合适的孔结构、孔容和孔径; ( d ) 微米级球 形， 球径分布范围窄且粒径小， 如2 - 7 微米。 硅胶基质固定相是h p l c中最常用的固定相基质， 主要有以下优点: ( a ) 具有 良 好的机械强度; ( b ) 具有传质所需要的近乎理想的孔结构参数; ( 。 ) 其表面可以 根据不同的分离目 的进行各种化学改性， 且能用于表面改性的试剂种类很多， 常 用的有( 一、二或三) 氯硅烷类、甲 氧基硅烷和乙氧基硅烷及其衍生物。由于具 有上述特点， 硅胶和键合硅胶是目 前为止研究得相对比 较成熟的色谱填料， 而且 在h p l c 分离中， 9 0 % 以 上用的是硅胶基质填料3 1 。 但是， 硅胶基质填料同时具有 难以 克 服的 局限 性u - 6 1 ， 即 这 类填料仅 在p h 值2 - 8 的 范围 稳定 ， 这就限 制了 其在 碱 性 化 合 物中 的 应 用s -7 1 . 当p h 8 时 ， 硅 胶 骨 架 逐 渐 被 溶 解 ; 当p h 颗粒大小3 一 4 1i m ) ， 先在2 % 聚乙 烯醇溶液 ( 2 0 m ll中 超声分散 后， 加入到2 5 0 m 1 三口 瓶 中，缓慢搅拌。 在2 0 0 m 1 烧杯中 称取t x - 1 0 ( 0 . 1 g )， 加入甲 苯( 1 5 m l ) ， 二乙 烯基苯( 1 5 m 1 ) 和过氧化苯甲酞( 0 .5 9 ) ，然后电磁搅拌5 分钟，再加入3 0 m 1 蒸馏水，高速电磁 南开大学硕士论文第二章 窄分布聚合物颖粒的制备 搅拌乳化至油珠小于1 p m ， 然后分三次将乳液加入到种子球溶液中，中间间隔 2 -3 小时。 将溶胀的种子球溶液加到2 % 聚乙烯醇溶液 ( 1 0 0 m 1 )中，中速搅拌下通氮 气3 0 分钟后，缓慢搅拌下， 2 2 0 v电压下加热.使水浴温度迅速升至7 0 c ，恒 温反应3 小时， 然后升温至7 5 c ，反应4 小时， 再升温至8 0 一8 5 c ，使球 固化4 小时， 最后于9 0 c 煮 球2 小时。 反应完成后， 撤去水浴， 搅拌下自 然冷 却至室温，将反应溶液倒入5 0 0 m l 蒸馏水中，静置分层后，弃去上层溶液，离 心分离后，加入蒸馏水，再离心分离，如此洗涤3 - 4 次。 抽滤， 用热蒸馏水 ( 6 0 - 7 0 c , 1 0 0 0 m l ) 冲洗， 直至将溶液中的聚乙 烯醇洗净 ( 取少许滤液，向 其中滴加丙酮，无沉淀或溶液不变混，说明已 经将聚乙 烯醇洗净)。 抽净聚合物小球中的水份，用乙醇做分散剂， 超声分散0 .5 小时，离心分 离，弃去上层溶液，如此洗涤2 次，洗去聚合物小球中的有机溶剂和未反应的 单体，再用乙 酸丁酷做分散剂， 超声分散后， 于室温浸泡2 4 小时，以 洗脱小 球孔隙中包含的致孔剂甲苯和低聚物。 然后， 用乙醇做分散剂，重复进行超声 分散和离心沉降3 次，将乙酸丁醋洗净。 将洗净的小球移入表面皿中，在红外灯下烘千，得到白色粉尘状固体，在 显微镜下观察， 为外形规则的l o p m的圆 球， 粒径分布较窄， 球表面发暗。 3 . 3 结果与讨论 我们利用自 制的不同批次的种子球制备了多种结构的聚合物微球 ( 如表 2 -8 所示)， 微球外形规则，粒径分布窄， 其粒径分布范围明显小于采用悬浮 聚合法制得的颗粒。 南开大学硕士论文 第二章 窄分布聚合物颗粒的制备 1 8 s v e e , f r e c h e t f . j ., j . m. j . s c i e n c e 1 9 9 6 , 2 7 3 , 2 8 5 1 9 z h i k u a n c h a i , x u e f e i s u n , s h u g u a n g x u , me i l i n g x e , j . p o l y m . s c i , p a i t a , 3 8 ( 2 0 0 0 ) 3 2 7 0 - 3 2 7 7 2 0 赵莹， 南开 大学本科毕业生 论文，1 9 9 4 2 1 1 张以 举，南开 大学 本科毕 业生论 文，1 9 9 4 2 2 高分子化学实验讲义， 南开大学高分子教研室编 2 3 b r a n d r u p j . a n d i m m e r g u t e . h . p o l y m e r h a n d b o o k wi l e y - i n t e r s c i e n c e , t o r o n t o , 1 9 7 5 2 4 何曼 君， 陈 维 孝，董 西 侠 高分 子 物 理， p 1 1 6 - 1 1 8 ， 复a 大 学出 版社， 1 9 9 1 姚允斌，解涛，高英敏物理化学手册 上海科学技术出版社，1 9 8 5 南开大学高分子教研室高分子化学讲义 p 2 - 2 8 , 2 - 1 4 8 林尚 安等 高分子化学， p 4 0 9 ，科学出 版社， 1 9 8 2 h o s o y a k . ，f r e c h j . m . j . j . l i q . c h r o m a t o g r . 1 9 9 3 , 1 6 ( 2 ): g ri ff in , w. c . j . s o c . c o s m e t i c c h e m i s t s 1 9 5 4 , 5 : 2 4 9 c o b b r . m. k . i n e m u l s i o n t e c h n o l o g y , p p . 7 - 3 2 , b r o o k l y n , c h e m i c a l ，d 二d 5161718139101 价2口2仪3 p u b l i s h i n g c o , 1 9 4 6 3 1 b e c h e r p . p r in c ip l e s o f e m u l s i o n t e c h n o l o g y , p . 1 1 0 , n e w y o r k , r e i n h o i d p u b l i s h i n g c o r p , 1 9 5 5 3 2 g a l i a , m; s v e c , f ; f r e c h e t , j . m. j j .p o l y m s c i 1 9 9 4 , a 3 2 , 2 1 6 9 3 3 高 分 子 化 学 基 础 ( 中 册) b . 沃尔 默 特著 化 学 工 业出 版社1 9 8 6 3 4 p a i n e a . j . , d e s l a n d e s y ., g e r r o i r p .a n d h e n r i s s a t b ., j . c o l l o i d i n t e r f a c e s c i . 1 9 9 0 , 1 3 8 : 1 7 0 . 3 5 祁东风 南开大学高分子专业本科生毕业论文1 9 8 9 南开大学硕士论文 第三章 聚合物填料在液相色谱中的应用 第三章 聚合物填料在液相色谱中的应用 1 . 引言 高效液相色谱 ( h p l c ) 技术的应用和发展， 极大地提高了分析速度和色 谱分辨率，尤其是对于难以解决的天然产物和生物代谢物质的分离问题。 高效液相色谱技术的发展是与色谱柱技术的突破分不开的， 而柱填料的特 性又是色谱柱技术的关键。 高效液相色谱固定相应具备的基本性质: 1 . 颗粒 直 径在3 -1 0 g m之间 且只 含中 孔 ( 孔径1 0 - 5 0 m n ) ，孔径分布狭 窄，比 表面积5 0 - 5 0 0 m / g a 2 .颗粒的孔隙度适中， 对保留 色谱，孔隙度应介于5 0 -7 0 % 之间。 3 .表面能量均一 ( 对固定相及载体均如此)，可通过吸附、键合、包覆 得到不同的官能团. 4 . 机械强度高， 硬度好，固定相应承受3 0 0 0 b a r / m的压力梯度， 并且适 用于梯度淋洗。 5 .颗粒外形为球形。 6 .化学稳定性好， 对所有流动相和全p h范围 稳定。 7 .重现性好。 最初使用的硅胶固定相和氧化铝固定相已 不再适用，而逐渐被具有良 好色 谱性能的硅胶固定相等所代替。一般键合硅胶表面有相当数量的亲水性硅轻基 存在，致使硅胶基质固定相的使用范围受到限制，其原因 在于: 1 .表面性质不均一，峰形变宽或拖尾; 2 . 适用的p h 范围 窄 ( p h 3 - 8 ) ， 在某些流动相中 有溶 解现象发生; 3 .与敏感溶质间存在不利的相互作用。 南开大学硕士论文第三章 聚合物填料在液相色谱中的应用 尽 管s c h o m b u r g 川 2 1通过 在硅 胶表 面 包 覆 聚 合 物的 方 法可 很 大 程度 地 覆 盖 硅 胶外表面，从而改善其表面性质，但表面硅轻基对色谱分离地不良 影响仍不能 完全消除。 五十年代中期， m o o r e 和s t e i n 3 1 首先将聚合物固定相应用于现代液相色 谱，使用聚苯乙 烯一 二乙 烯基苯( p s - d v b ) 的 磺化产物分析氨基酸。早期的聚合 物固定相表现出刚性差、传质速率低等缺点，不适合于液相色谱分离。 现代聚 合物固定相在聚合物链间以 化学键相连接，制成交联产物， 解决了以往的难 题。 与硅胶固定相相比，聚合物固 定相不仅具备了 粒度均一，刚性好， 传质 快，样品负载量大，适于快速分析等优点，而且在选择性和化学稳定性等方面 优于 硅胶基质固 定相， 聚合物固 定 相不受流 动相p h 值的影响，因 此特别适用 于离子色谱。 常用的聚合物固定相是聚苯乙 烯一二乙烯基苯及其磺化、胺化衍生物，性 质稳定。另外，丙烯酸醋系列聚合物固定相由于含易于水解的酷基，流动相的 p h 范围 受 到 一 定限 制， 但 稳定 性 仍 优于 硅 胶基 质固 定 相。 今天，聚合物固定相不仅可用于分离小分子化合物、氨基酸、多肤、蛋白 质和糖类， 在凝胶渗透色谱 ( g p c ) 技术中 根据分子量分离高聚物，而且可以 作为载体制备键合和包覆产物， 用于离子色谱及生物分子的分离4 -6 ) 色谱理 论的 速率理论可以 用g i d d i n g s 方 程表示: 习 : 2 入 d p 匀 丫 d m， .d p z + 一+一 皿d m ， ， d p .z 让+一书 + 勺 d m t d l s ( 1 + t p d s 其中: 即一一 颗粒直径 a一一与填充有关的构型因子，数量在1 -2 之间 d m 一一 溶质在流动相中 扩散系数 d s 一一 溶质在固定相中 扩散系数 d l 一一固定相厚度， ( 聚合物固定相以d p 代替) u 一一流动相线速度 9 一一与固定相性质、构型有关的参数， 对均匀球形固定相取值为1 / 3 0 南开大学硕士论文 第三章 聚合物填料在液相色谱中的应用 丫 一一曲折系数，用以衡量固定相结构、形状对分子扩散干扰，主要与柱 中空隙及颗粒内部孔径有关 w 一一与柱形状、内径、固定相性质有关的参数 w一一与固定相性质及构型有关的参数 色谱柱中固定相颗粒的大小对柱效有重要影响.降低固定相颗粒直径，可 使g i d d i n g s 方 程式中 涡流 扩散、 溶质 在流动 相中 的 传质、 溶质在固 定相中 的 传 质及固定相孔穴内 流动相传质所产生的 对塔板高度的贡献降低， 所以 使用直径 较小的固定相必将大大提高理论塔板数n ，从而得到较高的分辨率。 粒径的均 匀性对理论塔板高度似无明显影响， 但对涡流扩散相的影响很大，均匀性好， 容易填充， 柱床均匀， 涡流扩散小， 反之， 会造成液流分布不均匀，涡流相变 大， 柱效降 低，同时会使柱床孔隙系数降低， 柱压降 增大. 近代液相色谱的实 质就是以小颗粒的填料达到高的柱效。 2 . 聚苯乙 烯一二乙 烯基苯固定相的色谱性能 2 . 1 试剂与仪器 试剂: 聚苯乙 烯一二乙烯基苯小球 无水乙醇 甲醇 石英亚沸蒸馏水 测试化合物 ( 使用前制成0 .5 - 1 .0 m g / m 1 自制 分析纯 重蒸 天津市化学试剂二厂 分析纯 甲醉溶液) 仪器: v a ri a n 5 0 6 0 高效液相色谱仪 u v 一1 0 0 紫外检测器 岛津c -r i b 微处理器 色谱柱国产不锈钢 ( 1 5 0 x 4 .6 m m . 3 0 0 x 4 .o m m ) 南开大学硕士论文 第三章 聚合物填料在液相色谱中的应用 装柱机北京市分析仪器技术公司6 7 5 2 b -1 0 0 高压气动泵 2 . 2装柱条件 匀浆剂及顶替液无水乙醇 势林床力1 5 一2 0 mp a 2 . 3结果与讨论 2 . 3 . 1色谱的保留机理 对于反相色谱的保留机理，一般有两种观点:一种认为属于分配色谱，另 一种认为属于吸附色谱。 分配色谱的作用机理是假设混合溶剂 ( 水及有机溶 齐 j )中极性较弱的有机溶剂吸附于非极性烷基配合基表面，溶质分子在流动相 中与被非极性烷基配合基所吸附的液相中进行分配:吸附色谱的作用机制则认 为溶质的保留是疏水作用或疏溶剂作用的结果，即在水与有机溶剂的混合流动 相中， 非极性溶质分子和溶剂分子中的非极性部分从水中 被 “ 挤出”，与非极 性的烷基配合基结合或吸附。吸附色谱作用机制强调的是溶质分子与固定相间 的直接作用，并且这种 ( 吸附)作用是非特征的，也有人认为，对单分子层固 定相是以吸附为主，对多分子层固定相则是偏向分配色谱的作用机制18 ) 2 .3 .2 柱效 在色谱性能的测试中， 柱效是一个核心问 题， 代表性的参数有理论塔板数 ( n )、 理论塔板高 度 ( h ) 和折合塔板高 度 ( h r )。 我们采用理论塔板数这 一参数进行评价。 n= 5 . 5 4 x( t r / w h ) z = 1 6 ( t , / w) z h = l / n 上 式中t r 为 保留时间， w n 为半峰宽， l 为色谱 柱长， w为峰 底宽 由 于 在计算中以 真实 保留 时间t o 代替 保留 时间t r . 所以 得到的 值为有效理 论塔板数。 南开大学硕士论文第三章 聚合物填料在液相色谱中的应用 我们对两批自 制的聚合物微球进行了有效理论塔板数计算 ( a ) 色谱柱1 5 0 x 4 6 m m ，微球1 2 p m( 批次n o .3 ) ( b ) 色谱柱3 0 0 x 4 0 m m ,微球1 0 a m( 批次n o . i ) 表3 一1几种聚合物固定相的柱效比较 填料形状 粒径 ( u m) 柱效 ( 塔板数/ 米) 单体 组成 a .球形1 21 4 5 0 0s t - dvb b . .球形1 01 2 0 0 0 s t - d vb p e d一i t” 一球形3 一71 7 0 0 0e s t一d vb p r p - 1 7 0 7 0 球形1 4 2 0 0s t - dvb c h r o m o s o r b t 0 l 无定形9 1 0 0s t - dvb 甲 苯为样品，流速1 . o m 1 / m i n , 6 0 c ，流动相1 0 0 %甲醇 苯为样品 表4 -1 中对几种聚合物固定相柱效进行了比较，说明a , b 聚合物固定相 柱效较高，己达到商品柱水平。 另外，我们对柱a 在2 5 下不同流速的理论塔板数进行了计算 ( 如表3 - 2 所示) 发现流速对柱效的影响比较大，随着流速的降低，柱效提高， 但同时保 留时间会变长. 表3 一2 柱效与流速的关系 流速 ( m l/ m i n ) 2 . 01 . 81 . 61 . 5 1 . 31 . 1 理论塔板数 6 5 0 06 8 0 07 4 3 0 7 3 5 07 3 0 07 9 2 5 流速 ( m l / m i n ) 1 . 00 . 8 0 . 70 . 50 .4 0 .2 理论塔板数 8 2 5 09 3 8 09 7 3 0 1 1 8 5 01 2 0 0 0 1 4 5 0 0 南开大学硕士论文 第三章 聚合物填料在液相色谱中的应用 在计算理论塔板数时， 应该注意以下事实: ( 1 )理论塔板数n是人为的抽象概念， 用不同方法测得的n值可能相差很 大。在比较性质相近的色谱柱时，或为了给研究和生产的色谱柱建立 一个性能评价标准时，理论塔板数是有用的。因为n不但与固定相性 质和溶质性质有关，而且与几乎所用的实验条件相关， 所以，比较柱 效时应指定溶质、固定相以及柱温、流动相和进样量等实验条件。 ( 2 )计算n的公式是按正态分布方程推导出来的，所以不对称峰的n的计 算就会有误差。这种计算误差有时会高达1 0 %-2 0 %0 ( 3 ) 溶质的进样量不在线形范围内时，峰宽和峰高不与溶质浓度成正比， 由此时的峰宽计算得来的n是不真实的。 ( 4 ) 计算n时， 保留 值和峰宽应用同 样的 单位， 如时间都用分 ( m i n )。 2 . 3 .3测试温度对保留时间的影响 有时在物质保留时间过长时， 可以 变化柱温来得到较好的出峰时间。 温度 升高，溶质扩散速度加快，因此保留时间 缩短， 这可以 有效地加快某些物质的 出峰时间。 (1)不同温度下苯、 禁和联苯地分离 4 .54 22 ，3后 _ ti 减 ，t 丁 ftc r 尹 色谱条件:9 5 %甲醇， s t - d v b 柱 ( b )， 流速2 .o m v m i n ，c;被测物:a =苯 ( 4 . 5 4 m i n )，b =蔡 ( 2 2 . 3 6 m i n )，c = 检测波长2 5 4 n m . 温度3 5 联苯 ( 3 4 .3 3 m i n ) 南开大学硕士论文 第三章 聚合物填料在液相色谱中的 应用 : 5 6 2 6 . 9 9 s t o p 色谱条件: 9 5 %甲 醉， s t - d v b 柱 ( b )， 流速2 .o m v m i n ， 检测波长2 5 4 n m , 温度6 0 :被测物: a = 苯 ( 4 . 5 6 m i n )， b =蔡 ( 2 0 m i n )， c =联苯 ( 2 6 .9 9 m i n ) 图3 -1不同温度下苯、蔡和联苯的分离 ( 2 ) 不同 温度下卤 代苯的分离 7. 色谱条件: 1 0 0 %甲 醇， ;被测物: a =氟笨 苯 ( 1 3 . 3 2 m i n ) s t -d v b 柱 ( b )，流速 1 . 0 m l/ m i n ,检测波长 o3 2 5 4 n m,温度3 5 ( 5 . 1 3 m i n )， b =抓苯 ( 7 .0 3 m i n )，c =澳苯 ( 9 .0 2 m i n )，d=碘 6。 j 色谱条件:1 0 0 %甲 醇， s t -d v b 柱 ( b )，流速1 . 0 m l / m i n ，检测波长2 5 4 n m ,温度6 0 :被测物: a =氟苯 ( 4 . 7 8 m i n )， b = 氛苯 ( 6 .3 m i n )， c =澳苯 ( 7 . 8 7 m i n )， d 二 碘 苯 ( 1 1 . 0 7 m i n ) 图3 - 2不同温度下卤 代苯的分离 南开大学硕士论文 第三章 聚合物填料在液相色谱中的应用 2 . 3 .4流动相流速对分离的影响 从前面对不同流速下理论塔板数的计算我们可以看出，虽然流速的降低会 使保留时间增长，但同时会提高分离效果。 ( 1 )不同流速下苯、蔡和联苯的分离 今 4。 a5 1 5。 6 20.1 4 9 丁 0 户 色谱条 件:1 0 0 %甲 醉， s t - d v b 柱 ( b )， 流 速l .o m l / m in , 检测波长2 5 4 n m , 温度6 0 :被测物: a =苯 ( 4 .9 5 m i n )， b = 莱 ( 1 5 . 6 m i n )， c =联苯 ( 2 0 . 1 4 m i n ) 弓二 3 1 贝_只7 1 3。 67 c top 色谱条 件:1 0 0 %甲 醇， s t - d v b 柱 ( b ) ， 流速1 .5 m 1/ m in , 检测波长2 5 4 n m , 温度6 0 : 被测 物: a = 苯 ( 3 .3 m in )， b = 蔡 ( 1 0 .5 7 m in ) ， c = 联苯 ( 1 3 .6 7 m in ) 色谱条件:1 0 0 %甲 醇， s t -d v b 柱 ( b )， 流速2 .0 m l / m i n ， 检测波长2 5 4 n m ,温度6 0 ;被测物:a =苯 ( 2 . 5 2 m i n )，b =茶 ( 8 . 1 9 m i n )，c =联苯 ( 1 0 . 6 6 m i n ) 图3 -3不同流速下苯、禁和联苯的分离 56 南开大学硕士论文 第三章 聚合物填料在液相色谱中的应用 ( 2 )不同流速下氯代苯胺的分离 5二 7 1 + 色 谱条件:1 0 0 %甲 醉， s t - d v b 柱 ( b ) ， 流速i .o m l/ m in . 检测波长2 5 4 n m , 温度3 5 ;被测物:a 二对抓苯胺 ( 4 . 1 8 m i n )，b = 邻氛苯胺 ( 5 .0 8 m i n ) i i; j ， t . 3 s - 1 op 色谱条件:1 0 0 %甲醇， s t - d v b 柱 ;被测物: a = 对抓苯胺 ( 8 . 3 8 m i n ) ( b )，流速0 . 5 m l / m i n ,检测波长2 5 4 n m,温度 3 5 ，b =邻氮苯胺 ( 1 0 . 2 1 m i n ) b 色谱条件:1 0 0 %甲醉， s t - d v b 柱 ( b )，流速0 . 3 m l / m i n ， 检测波长2 5 4 n m , 温度3 5 : 被测 物: a = 对抓 苯胺 ( 1 3 .6 8 m in ) ， b = 邻抓 苯胺 ( 1 6 .7 5 m i n ) 图3 -4不同流速下氛代苯胺的分离 ( 3 )不同流速下烷基苯系列的分离 南开大学硕士论文 第三章 聚合物填料在液相色谱中的应用 、t n p 6 。 7 9 色谱条件:1 0 0 %甲醇， s t - d v b 柱 ( b )， 流速 1 .o m l / m i n . 检测波长2 5 4 m n 温度3 5 : 被测物: = 苯 ( 5 .4 2 m i n )， b =甲 苯 ( 6 . 7 9 m i n )， c =乙苯 ( 7 . 7 9 m i n )， d =丙苯 ( 8 . 9 4 mi n )，e =丁苯 ( 1 0 . 6 2 mi n ) 8 7 _ 13. 7, s t edp 色谱条件:1 0 0 %甲 醉， s t - d v b 柱 ( b )， 流速0 .5 m l/ m i n ，检测波长2 5 4 n m 温度3 5 :被测物: a =苯 ( 1 0 . 8 7 m i n )， b =甲苯 ( 1 3 .7 3 m i n )， c =乙 苯 ( 1 5 . 7 3 m i n )， d = 丙苯 ( 1 8 . 0 3 m i n )，e =丁苯 ( 2 1 . 3 7 m i n ) -8 6 - v v,ko ， 8 :3 三 三 盛 七 云 . . 一2 ; . 75 一30. 3 5 色谱条件:1 0 0 y o 甲醉，s t - d v b 柱 ( b ) ， 流速0 . 3 m y m i n , 检测波长2 5 4 n m 温度3 5 c :被测物: b 二甲苯 ( 1 6 . 8 8 m i n )， c =乙苯 ( 2 3 . 7 5 m i n )， d =丙苯 ( 3 0 . 3 5 m i n )，e = t苯 ( 4 4 . 1 5 m i n ) 图3 - 5不同 流速下烷基苯的分离 .5 凡 南开大学硕士论文 第三章 聚合物填料在液相色谱中的 应用 2 .3 . 5流动相组成对分离的影响 改变流动相的组成会改变溶质在固定相与流动相间的分配平衡，从而改变 了溶质的保留时间。适当地改变流动相的组成可以改善分离效果。 ( 1 ) 不同流动相对烷基苯的分离 与图3 -5 对比，通过改变流动相的组成，可以 在较短的时间内得到较好的 分离。 13 63 7 - , 3 色谱条件: 9 5 %甲 醉 ;被测物: 苯 ( 1 6 . 8 m i n ) a-苯 .e= ， s t - d v b 柱 ( b )， 流速1 .o m l i m i n , 检测波长2 5 4 n m , ( 7 .6 3 m i n )，b =甲苯 ( 1 0 .7 m i n )，c =乙苯 ( 1 3 .3 7 m i n ) t苯 ( 2 1 . 7 3 m i n ) 图3 -6流动相组成对烷基苯分离的影响 温度 3 5 d=丙 ( 2 ) 碱性化合物在不同 流动相组成中的分离 在1 0 0 %甲 醇流动相中 毗咙和苯胺的保留时间 基本相同，同时苯胺和邻甲 苯胺之间也难以得到基线分离，同样毗吮及其衍生物在纯甲醇流动相中也难进 行分离，当在流动相中加入水， 流动相组成的改变使这几种碱性化合物得到了 很好的分离，同时柱压变化也不很大。 3. 4 4 st o p 色谱条件:1 0 0 %甲 醉， s t - d v b 柱 ( b )， 流速1 .o m l/ m i n ， 检测波长2 5 4 n m ,温度3 5 ;被测物: a =苯胺 ( 3 .4 4 m i n )， b = 邻甲苯胺 ( 4 . 3 3 m i n )， c = n 一甲 基苯胺 ( 6 . 1 $ m i n )，d =n, n一二甲基苯胺 ( 1 2 .5 4 m i n ) 南开大学硕士论文 第三章 聚合物填料在液相色谱中的 应用 一1 3 st op 色谱条件: 9 5 %甲 醉， ( b )， 流速 1 .0 m l / m i n , 检测波长2 5 4 n m,温度3 5 ;被测物: ( 8 .7 5 mi n )， a=苯胺 s t -d v b柱 ( 4 . 1 3 mi n )， d =n, n一二甲基苯胺 =邻甲苯胺 ( 5 . 5 7 m i n )，c = n 一甲基苯胺 ( 2 0 . 6 8 mi n ) 图3 一7苯胺及其衍生物的分离 5.1 9 色谱条件: ;被测物 一甲基苯胺 8 5 %甲 醇， s t -d v b 柱 ( b )，流速 1 . 0 m l/ m i n ，检测波长2 5 4 n m , 温度3 5 = 毗吮( 4 . 1 4 ) , b =苯 胺 ( 5 . 1 9 m in )， c = 邻甲 苯 胺 ( 8 . 1 7 m in )， d = n ( 1 5 . 3 mi n ) 图3 一8碱性化合物的分离 子 : 蔽2 5 分 e : , t io p 色谱条件: 8 5 %甲 醇 ;被测物:a = ( 2 0 . 4 1 mi n ) ， s t - d v b 柱 ( b )，流速0 . 3 m l/ m i n , 检测波长2 5 4 n m , 温度3 5 毗咤( 1 3 . 2 3 ) , b = 2 一甲 基毗咤 ( 1 6 .2 5 m i n )， c =2 , 6 一二甲 基毗咤 图3 - 9毗吮及其衍生物的分离 石仓 南开大学硕士论文 第三章 聚合物填料在液相色谱中的应用 3 . 聚合物基质阳离子和阴离子固定相 3 . 1 实验部分 3 . 1 1试剂和仪器 试剂: 聚合物微球自 制 氯磺酸分析纯北京福星化工厂 硫酸分析纯天津化学试剂二厂 二氯甲烷分析纯天津化学试剂二厂 1 , 2 一二氛乙 烷分析纯天津化学试剂一厂 抓甲醚重蒸 三甲 胺盐酸盐分析纯上海试剂三厂 无水纽 .% 锌分析纯天津市天大化工实验厂 石英亚沸蒸馏水 测 试样品分 析纯( 使用 前配制成0 . 5 - 1 .0 m g / m l 的 水溶液) 仪器: v a r i a n 5 0 6 0 型高效液相色谱仪 u v 一1 0 0 紫外检测器 岛津c 一r i b微处理器 色 谱 柱国 产 不 锈 钢( 1 5 0 x 4 .6 m m , 3 0 0 x 4 .o m m ) 装柱机北京市分析仪器技术公司6 7 5 2 b -1 0 0 高压气动泵 3 . 1 . 2实验步骤 ( 1 )强阳离子固定相的制备 方 法一: 在i o o m l 三口 瓶中 加 入聚 苯乙 烯一 二乙 烯 基 苯小 球l o g ， 浓 硫酸 2 5 m l ， 搅拌下迅速升温至9 8 一1 0 0 0c ,煮球5 一1 5 m i n 后，水浴降 温至2 0 以 下， 缓慢加入5 0 % 硫酸溶液5 0 m l ， 然后将反应液倒入2 0 0 m l 蒸馏水中， 静置 后弃去上层溶液，过滤，洗至中性，于6 0 烘千。 南开大学硕士论文 第三章 聚合物填料在液相色谱中的应用 方法二 i ii :称取聚苯乙 烯一二乙 烯基苯小球l o g 放入2 5 0 m 1 三口 瓶中， 加 入l o g 二氯甲 烷， 溶胀1 0 分钟， 加入9 2 .5 硫酸5 0 g ，开动搅拌， 一小时内 升 温至7 0 c，反应一小时，再升温至 9 0 反应6