硅胶柱的制备.doc

硅胶的预处理 我们以浓盐酸浸泡硅胶14小时，然后用蒸馏水洗涤硅胶4次后，将起进行减压抽滤，后不断加蒸馏水冲洗。在1小时之后，抽滤的水呈中性，但仍然含有氯离子。经过4小时不断的冲洗才使得抽滤液中基本不含氯离子。晾干一周后，在110烘箱中活化2小时。 活化后的硅胶加石油醚浸泡并搅拌均匀。在装柱时，宜使用口径较大的玻璃漏斗置于 层析柱上部，注入1/2高的石油醚，打开下部活塞，然后尽量均匀地将硅胶倾入漏斗，这样可以防止层析柱中形成断层(这一步是实验的关键步骤)。 装柱 装柱子（添硅胶）时，有两种方法：即湿法装柱和干法装柱，二者各有优劣。不论干法还是湿法，硅胶（固定相）的上表面一定要平整，并且硅胶（固定相）的高度一般为15cm左右，太短了可能分离效果不好，太长了也会由于扩散或拖尾导致分离效果不好。 湿法装柱是先把硅胶用适当的溶剂拌匀后，再填入柱子中，然后再加压用淋洗剂走柱子，本法最大的优点是一般柱子装的比较结实，没有气泡。 干法装柱则是直接往柱子里填入硅胶，然后再轻轻敲打柱子两侧，至硅胶界面不再下降为止，然后再填入硅胶至合适高度，最后再用油泵直接抽，这样就会使得柱子装的很结实。接着是用淋洗剂走柱子，一般淋洗剂是采用TLC分析得到的展开剂的比例再稀释一倍后的溶剂。通常上面加压，下面再用油泵抽，这样可以加快速度。干法装柱较方便，但最大的缺陷在于走柱子时，由于溶剂和硅胶之间的吸附放热（可以用手摸柱子明显感觉到），容易产生气泡，这一点在使用低沸点的淋洗剂时如乙醚，二氯甲烷更为明显。虽然产生的气泡在加压的情况下不易察觉，但是，一旦撤去压力，如在上样、加溶剂等操作的时候，气泡就会释放出来，严重时，整个柱子变花，样品不可能平整地通过，当然也就谈不上分离了。解决的办法是：第一、硅胶一定要天结实；第二、 一定要用较多的溶剂走柱子，一定要到柱子的下端不再发烫，恢复到室温后再撤去压力。 也有介绍在硅胶的最上层填上一小层石英砂，防止添加溶剂的时候，使得样品层不再整齐。但我的感觉是如果小心上样，添加溶剂，则没有这个必要。 上样也有干法和湿法之分：干法就是把待分离的样品用少量溶剂溶解后，在加入少量硅胶，拌匀后再旋去溶剂。如此得到的粉末再小心加到柱子的顶层。干法上样较麻烦，但可以保证样品层很平整。湿法上样就是用少量溶剂（最好就是展开剂，如果展开剂的溶解度不好，则可以用一极性较大的溶剂，但必须少量）将样品溶解后，再用胶头滴管转移得到的溶液，沿着层析柱内壁均匀加入。然后用少量 芗 洗涤后，再加入。湿法较方便，熟手一般采用此法 推荐一种将硅胶柱装得均匀又密实的方法-非常实用 硅胶柱装不好,主要出现的问题有疏密不均匀和不够密实,假如是比较大的柱,在溶剂进入硅胶柱后,极易造成硅胶柱体出现断裂,影响分离效果.解决办法是先在层析柱下面的溶液出口处接上真空泵连接管,开启真空泵,将预备好的硅胶倒入空层析柱中.硅胶倒入的速度不要太快,加完硅胶后要抖动柱子,以使顶部的硅胶形成平面,待硅胶不再向下收缩为止,u关掉层析柱出口处的阀或封闭真空泵连接管,在硅胶柱内气压平衡后,/u取掉真空管即可.也可以先把硅胶全部装入柱中再抽真空,但这样效果要差些.我一直采用此法装柱,效果很好.谢谢!用在树脂柱上可以吗？没有真空泵怎么办啊？呵呵我一般直接装，用洗耳球猛敲柱子，决对放心，不会敲破的。装填的效果也不错。还得要赞一下，LZ太牛B了，这样的方法也想出来，值得学习。佩服！ 这样很好的，我一直就是这么装的，科学院系统都着样的同“加压柱”类似这样装柱是很方便，可是也会出现问题，就是“太实”了，可能导致流动相速度太慢（加相同压力比较）。我们实验室采取的方法是，先倒入需量的硅胶，然后在地面放本书，把柱子“掂”实，手法熟练的话，最终得到的柱子表面中间一点儿突起，边缘稍低，放平后，硅胶还能保持那种状态。 当然，这个也看硅胶本身质量的，我也碰到过怎么都“掂”不实的，就借助减压泵抽一下（前提是先把硅胶“掂”平），但不会抽到柱子高度降到最低，那样影响流速，也会影响洗脱效果。 我建议从以下几个方向考虑对分离度产生的影响1，是大硅胶柱还是小硅胶柱，长柱还是短柱，粗分还是细分 2，多少目的硅胶3，上样量的大小， 4，干法上样还是湿法上样5，干法装柱还是湿法装柱6，用什么洗脱系统洗脱，7，拌样量的大小我先就第一点稍微说一下，抛砖引玉，后面的人可以就其它点说一说，也可以提出不同意见，都予以重奖。 天然产物分离，首先考虑的是样品量也就是浸膏的多少，直接决定了你用大柱还是小柱，大柱用来粗分，小柱用来细分，大柱和小柱没有绝对的区别，一般认为500克装柱量的硅胶柱可以认为是大柱，100500可的装柱量可以认为是中柱，50可以下可以认为是小柱 500克以上大柱一般用来粗分，看你的样品量来决定装柱量，装柱硅胶太多，分离效果固然不错，可是柱子大了那里有地方放呢，也不一定有那么大的玻璃柱阿（大玻璃柱是相当贵的，装2公斤的硅胶的玻璃柱的价格要一两千），溶剂耗费也大大增加，蒸馏所耗费的功夫也大大增加，操作人也越累，耗时也越久。所以装柱量并不是越大越好，这里要考虑到综合消费比的问题 当然，显而易见，装柱硅胶量太少也是不行的，必须要有一定量的硅胶才能起到分离效果阿，试想一下，如果一根柱子只有拌样硅胶，能有分离效果吗。我的经验装大柱，讲究“粗放，快速”，柱径比在10：1左右的大玻璃柱较为适宜。硅胶和样品量的比值是1020：1为宜，装柱硅胶长度比拌样硅胶多一倍就可以了，当然如果你耗的起，装长点自然更好。用的硅胶自然是200300目的，当然你可以试试100200目的硅胶，效果并不差 装小柱和装大柱就不一样了，小柱讲究小而精，想想看，你的样品已经快纯了，装柱能不精益求精吗？所以说，装小柱的硅胶和样品量的比值是最好在50：1到100：1，当然有人喜欢大的硅胶量，1000：1的也有。和和，看你自己的习惯了 柱径比在7：1左右，有人喜欢装一根超短粗柱，也有人喜欢超细长柱（比如我师兄），也是看你的习惯，时间长了你就知道各种类型柱子的优缺点了 找一根玻璃珠，填好棉花，直接加入硅胶，用硅胶H最好，使劲在硬物上墩，敦实以后，你会发现即使倒过来，硅胶也不会撒出来，这就到火候了。柱面不用说当然得是平的。加入你的拌样硅胶就可以了。最后再次敦实即可 湿柱怎么装？不用多讲了吧？注意不要太浓，溶剂多放点，稀点好，让它慢慢流，最后留点洗脱液，加入拌样硅胶就可以了柱层析极性小的用乙酸乙酯：石油醚系统 极性较大的用甲醇：氯仿系统极性大的用甲醇：水：正丁醇：醋酸系统 拖尾可以加入少量氨水或冰醋酸硅胶柱层析下面介绍我现在惯用的方法：匀浆法。1。称量。200-300目硅胶，称30-70倍于上样量；如果极难分，也可以用100倍量的硅胶H。干硅胶的视密度在0.4左右，所以要称40g硅胶，用烧杯量100ml也可以。2。搅成匀浆。加入干硅胶体积一倍的溶剂用玻璃棒充分搅拌。如果洗脱剂是石油醚/乙酸乙酯/丙酮体系，就用石油醚拌；如果洗脱剂是氯仿/醇体系，就用氯仿拌。如果不能搅成匀浆，说明溶剂中含水量太大，尤其是乙酸乙酯/丙酮，如果不与水配伍走分配色谱的话，必须预先用无水硫酸钠久置干燥。氯仿用无水氯化钙干燥，以除去1%的醇。如果样品对酸敏感，不能用氯仿体系过柱。3。装柱。将柱底用棉花塞紧，不必用海沙，加入约1/3体积石油醚（氯仿），装上蓄液球，打开柱下活塞，将匀浆一次倾入蓄液球内。随着沉降，会有一些硅胶沾在蓄液球内，用石油醚（氯仿）将其冲入柱中。4。压实。沉降完成后，加入更多的石油醚，用双联球或气泵加压，直至流速恒定。柱床约被压缩至9/10体积。无论走常压柱或加压柱，都应进行这一步，可使分离度提高很多，且可以避免过柱时由于柱床萎缩产生开裂。5。上样。干法湿法都可以。海沙是没必要的。上样后，加入一些洗脱剂，再将一团脱脂棉塞至接近硅胶表面。然后就可以放心地加入大量洗脱剂，而不会冲坏硅胶表面。6。过柱和收集。柱层析实际上是在扩散和分离之间的权衡。太低的洗脱强度并不好，推荐用梯度洗脱。收集的例子：10mg上样量，1g硅胶H，0.5ml收一馏分；1-2g上样量，50g硅胶（200-300目），20-50ml收一馏分。7。检测。要更多地使用专用喷显剂，如果仅用紫外灯，会损失较多产品，紫外的灵敏度一般比喷显剂底1-2个数量级。8。送谱。收集的产品旋干，在送谱前通常需要重结晶。如果样品太少或为液体，可过一小凝胶柱，作为送谱前的最后纯化手段。可除去氢谱1.5ppm左右所谓的“硅胶”峰。1.先根据TLC方法筛选好洗脱剂，使两相邻物质Rf值之差最大化2.将柱子必须装平整、均匀3.考虑有限柱填料的吸附量 4.可考虑用剃度法分开并洗脱关于柱子的尺寸，应该是粗长的最好。 柱子长了，相应的塔板数就高。柱子粗了，上样后样品的原点就小（反映在柱子上就是样品层比较薄），这样相对的减小了分离的难度。试想如果柱子十厘米，而样品就有二厘米，那么分离的难度可想而知，恐怕要用很低极性的溶剂慢慢冲了。而如果样品层只有0.5厘米，那么各组分就比较容易得到完全分离了。当然采用粗大的柱子要牺牲比较多的硅胶和溶剂了，不过这些成本相对于产品来说也许就不算什么了（有些不环保的说，不过溶剂回收重蒸后也就减小了部分浪费）。 现在见到的柱子径高比一般在1：510，书中写硅胶量是样品量的3040倍，具体的选择要具体分析。如果所需组分和杂质分的比较开（是指在所需组分rf在0.20.4，杂质相差0.1以上），就可以少用硅胶，用小柱子（例如200毫克的样品，用2cm20cm的柱子）；如果相差不到0.1，就要加大柱子，我觉得可以增加柱子的直径，比如用3cm的，也可以减小淋洗剂的极性等等。 真空液相层析即vacuum liquid chromatography(VLC),即用真空代替压力进行层析，具体方法可见Synthesis,2001,No,16,2431-,and J chem edu,1997,10,1222-干法上样，一般用于固体或粘度大的液体样品。样品用低沸点易溶溶剂溶解，加入1-3倍的粗硅胶，晾干或旋干，干燥的标准是硅胶成细粉而不粘在瓶壁上。装好的柱子上留一段溶剂，把吸附了样品的硅胶慢慢到进去，震动柱子或再加一些溶剂，把粘在柱壁上的硅胶洗下 常说的过柱子应该叫柱层析分离，也叫柱色谱。我们常用的是以硅胶或氧化铝作固定相的吸附柱。由于柱分的经验成分太多，所以下面我就几年来过柱的体会写些心得，希望能有所帮助。柱子可以分为：加压，常压，减压。 压力可以增加淋洗剂的流动速度，减少产品收集的时间，但是会减低柱子的塔板数。所以其他条件相同的时候，常压柱是效率最高的，但是时间也最长，比如天然化合物的分离，一个柱子几个月也是有的。 减压柱能够减少硅胶的使用量，感觉能够节省一半甚至更多，但是由于大量的空气通过硅胶会使溶剂挥发（有时在柱子外面有水汽凝结），以及有些比较易分解的东西可能得不到，而且还必须同时使用水泵抽气（很大的噪音，而且时间长）。以前曾经大量的过减压柱，对它有比较深厚的感情，但是自从尝试了加压后，就几乎再也没动过减压的念头了。 加压柱是一种比较好的方法，与常压柱类似，只不过外加压力使淋洗剂走的快些。压力的提供可以是压缩空气，双连球或者小气泵（给鱼缸供气的就行）。特别是在容易分解的样品的分离中适用。压力不可过大，不然溶剂走的太快就会减低分离效果。个人觉得加压柱在普通的有机化合物的分离中是比较适用的。 关于无水无氧柱，适用于对氧，水敏感，易分解的产品。 可以湿柱，也可以干柱。不过在样品之前至少要用溶剂把柱子饱和一次，因为溶剂和硅胶饱和时放出的热量有可能是产品分解，毕竟要分离的是敏感的东东，小心不为过。也是因为分离的东西比较敏感，所以接收瓶一定要用可密封的，遵循schlenk操作。至于是加压、常压、减压，随需而定。因为是schlenk操作，所以点板是个问题，如果样品是显色的，恭喜了，不用点板，直接看柱子上的色带就行了。如果样品无色，只好准备几十个schlenk瓶，一瓶一瓶的点，不过几次之后就知道样品在哪，也就可以省些了。像我以前过一根无水无氧柱，需要六个schlenk，现在只一个就能把所要的全收集到。无水无氧柱中用的比较多的是用氧化铝作固定相。因为硅胶中有大量的羟基裸露在外，很容易是样品分解，特别是金属有机化合物和含磷化合物。而氧化铝可以做成碱性、中性和酸性的，选择余地比较大，但是比硅胶要贵些。听说有个方法，就是用石英做柱子，然后用HF254做固定相，这样在柱子外面用紫外灯一照就知道产品在哪里了，没有验证过。哪位做过可以提出来大家参详参详。关于湿法、干法上样。湿法省事，一般用淋洗剂溶解样品，也可以用二氯甲烷、乙酸乙酯等，但溶剂越少越好，不然溶剂就成了淋洗剂了。很多样品在上柱前是粘乎乎的，一般没关系。可是有的上样后在硅胶上又会析出，这一般都是比较大量的样品才会出现，是因为硅胶对样品的吸附饱和，而样品本身又是比较好的固体才会发生，这就应该先重结晶，得到大部分的产品后再柱分，如果不能重结晶那就不管它了，直接过就是了，样品随着淋洗剂流动会溶解的。有些样品溶解性差，能溶解的溶剂又不能上柱（比如DMF,DMSO等，会随着溶剂一起走，显色是一个很长的脱尾），这时就必须用干法上柱了。样品和硅胶的量有一种说法是1： 1，我觉得是越少越好，但是要保证在旋干后，不能看到明显的固体颗粒（那说明有的样品没有吸附在硅胶上）。溶剂的选择。 当然是最便宜，最安全，最环保的了。所以大多选用石油醚，乙酸乙酯。文献中有写用正己烷的，太贵了，除非特别需要不要用不然银子哗哗的，流的比淋洗剂还快，不过因为极性很小，有时还是非它不可。乙醚也可以用，但是就是容易睡觉，注意保持清醒别让溶剂流干了，那样柱子也就不爽了。二氯甲烷也有用的，但是要知道，它和硅胶的吸附是一个放热过程，所以夏天的时候经常会在柱子里产生气泡，天气冷的时候会好一些。甲醇，据说能溶解部分的硅胶，所以产品如果想过元素分析的话要留神，应该经过后继处理，比如说重结晶等。其他的溶剂用的相对较少，要依个人的不同需要选择了。由于某些原因，用到的淋洗剂多是大包装的（便宜嘛），我们这里是用10升或25升的塑料桶装的，就要注意这些工业品的纯度是较低的。经常能够从送来的大桶底部看见有色的杂质，其他的杂质就可想而知了，所以在比较严格的柱分时就要对溶剂重蒸。当然过原料时就可以免去这一步了，反正下面还有提纯的方法。另外溶剂在过柱子后最好也回收使用，一方面环保，另一方面也能节省部分经费，缺点是要消耗一定的人工。这里要注意的是，一般在过柱同时进行的是减压旋蒸，石油醚和乙酸乙酯的比例由于挥发度的不同会导致极性的变化，一般会使得极性变大，在梯度淋洗时比较合适，正好极性越来越大了。在过完柱子后，溶剂最后回收要采用常压，因为在减压旋蒸时会有部分低沸点的杂质一起出来，常压时就会减少这种现象，如果杂质和你下面要过的样品有反应那就惨了1 装柱。 柱子下面的活塞一定不要涂润滑剂，会被淋洗剂带到产品中的，可以采用四氟节门的。干法和湿法装柱觉得没什么区别，只要能把柱子装实就行。装完的柱子应该要适度的紧密（太密了淋洗剂走的太慢），一定要均匀（不然样品就会从一侧斜着下来）。书中写的都是不能见到气泡，我觉得在大多数情况下有些小气泡没太大的影响，一加压气泡就全下来了。当然如果你装的柱子总是有气泡就说明需要多练习了。但是柱子更忌讳的是开裂，甭管竖的还是横的，都会影响分离效果，甚至作废！2 加样。 用少量的溶剂溶样品加样，加完后将下面的活塞打开，待溶剂层下降至石英砂面时，再加少量的低极性溶剂，然后再打开活塞，如此两三次，一般石英砂就基本是白色的了。加入淋洗剂，一开始不要加压，等溶样品的溶剂和样品层有一段距离（24cm就够了），再加压，这样避免了溶剂（如二氯甲烷等）夹带样品快速下行。3 淋洗剂的选择。 感觉上要使所需点在rf0.20.3左右的比较好。不要认为在板上爬高了分的比较开，过柱子就用那种极性，如果rf在0.6，即使相差0.2也不容易在柱子上分开，因为柱子是一个多次爬板的状态，可以通过公式的比较：0.6/0.8一次的分离度，肯定不如（0.2/0.3）的三次方或四次方大。4 样品的收集。 用硅胶作固定相过柱子的原理是一个吸附与解吸的平衡。所以如果样品与硅胶的吸附比较强的话，就不容易流出。这样就会发生，后面的点先出，而前面的点后出。这时可以采用氧化铝作固定相。另外，收集的试管大小要以样品量而定，特别是小量样品，如果用大试管，可能一根就收到了三个样品，wuwu。如果都用小试管那工作量又太大。5 最后的处理。 柱分后的产品，由于使用了大量的溶剂，其中的杂质也会累积到产品中，所以如果想送分析，最好用少量的溶剂洗涤一下，因为大部分的杂质是溶在溶剂里的，一洗基本就没了，必要时进行重结晶。实验室常用的正向柱分离有加压、常压和减压等，我原是做天然产物全合成的，也做过少量天然产物分离工作。还常用到反向柱。正向柱分离1.TLC1)加压、常压柱 主点Rf 0.5左右，相近的组份要能分开。2)减压柱 主点Rf 0.1左右，相近的组份要能分开，或次组份在原点。2.硅胶或氧化铝等1)加压、常压柱 60到200目2)减压柱 300目以上 大空树脂挺好，但自己用得少。硅藻土很多时侯也很好。3.柱径 好分、量大，柱径可大些；难分、量小，柱径可小些。4.柱长 与柱径相似，好分、量大，柱长可短些。5.制样 减压一般是干法拌样；加压、常压可干法拌样，也可湿法备样。6.洗脱液 老板科研经费多，用加压、常压耗溶剂太多；要想给老板省钱，给自己省时间，就用减压。 7.接液 主点未出，多接；主点快出来及快出完，少接。8.收率 对同一样品且同量减压一般收率低；加压、常压一般收率高。9.备柱 无论减压、加压、常压；无论干法、湿法备柱。填料要想法压实，且备柱或过柱时均不可有气泡、断层、干柱（减压除外。），否则一切从头开始。“装柱。将柱底用棉花塞紧，不必用海沙，加入约1/3体积石油醚（氯仿），装上蓄液球，打开柱下活塞，将匀浆一次倾入蓄液球内。随着沉降，会有一些硅胶沾在蓄液球内，用石油醚（氯仿）将其冲入柱中。” 棉花不能够塞得太紧，否则流速就太慢了，海砂是最后加的，现在当然不加。加匀浆前最好先加一点装柱溶液压实。沉降完成后，加入更多的石油醚，用双联球或气泵加压，直至流速恒定。柱床约被压缩至9/10体积。无论走常压柱或加压柱，都应进行这一步，可使分离度提高很多，且可以避免过柱时由于柱床萎缩产生开裂。常压柱不能在一开始加压平衡，否则过柱的时候会开裂的！应采用常压平衡上样。干法湿法都可以。海沙是没必要的。上样后，加入一些洗脱剂，再将一团脱脂棉塞至接近硅胶表面。然后就可以放心地加入大量洗脱剂，而不会冲坏硅胶表面。对于刚学过柱的人来说，加海砂是比较保险的方法，否则很容易在上样的时候冲坏柱面，加完海砂再上样再加海砂，这样最保险装柱有好多形式，都是从湿法和干法延伸出来的。 比如：干法装柱中，有先将硅胶直接填入柱子中，然后淋洗直到没有气泡在上样洗脱；也有将硅胶填入柱子中后，将样品加洗脱液溶解呈均相加入12倍量的硅胶，烘干，上样，淋洗至柱内没气泡，再用洗脱液洗脱。怎样装柱分离度度高主要看柱子装的合不合格，这要在试验中摸索经验了，多做几次就知道怎样好了。我也来说几句：主要针对生物碱的样品。楼上也有人说过，生物碱这玩意常常在硅胶柱上拖尾，分离效果不好。我们看问题要深入：拖尾的原因是因为生物碱的N与硅胶的Si-O-H上的H形成了氢键。知道了这个我们就有的放矢。1，柱子要选粗短的（地球人都知道，粗短柱跑的快，细长柱慢死了），这样使得过柱子时间缩短你的样品在柱子上保留的时间也短。据我的经验，生物碱上样后最好在2-4个小时内洗下来。 不要犹豫，不要磨蹭。2，装柱的硅胶最好前一天放在空气中饱和一下，让空气中的水分是硅胶的硅羟基部分失活，这样他对你的样品吸附的就轻了。这是很多人想不到的，认为硅胶最好封的严严实实的，呵呵，师兄师姐传承下来的，不一定都对。3，装好柱子洗脱的时候加入少量的氨水，约0.1%就可。一般不要加酸洗。4，这样多过几次硅胶柱，会尽量的避免了你的样品吸附，且提高分离度。最后一招。若这样还不行，奉劝你赶紧向老板要凝胶柱。哈哈。听说氨基硅胶分生物碱 so强。没用过过柱和收集。柱层析实际上是在扩散和分离之间的权衡。太低的洗脱强度并不好，推荐用梯度洗脱。收集的例子：10mg上样量，1g硅胶H，0.5ml收一馏分；1-2g上样量，50g硅胶（200-300目），20-50ml收一馏分。 这里讲的硅胶量都偏小，实际上，10mg上样量可以用10g左右的硅胶柱层析，一般的样品吸附损失是比较小的。如果这个样品本身容易在硅胶上吸附损失，即使你用100mg硅胶也照样吸附。而硅胶量太小，你会发现装柱很麻烦，太小了嘛，呵呵，就好象为什么微雕值钱，精工才能出细活。可是我们过柱子还那么麻烦是没有必要的。精分10g硅胶完全可以，损失是很少的。 而1-2g的上样量才用50g硅胶，呵呵，那铁定是要过载的。兄弟们，过载是什么样呢？哗，一下全下来了，什么分离效果也没有，或者只有很少的效果，只能划个段。20-50收集一个馏分显然也太多，对于精分来说，10-15ml每管。不过如果是粗分，那另当别论，首先，柱子还是小，如果你不是真的很缺填料和溶剂，这个上样量最好用100-150g较好，20-50ml收一馏分还是可以的，粗分嘛，讲究一个“粗”字 硅胶可分为硅胶H（不含黏合剂）、硅胶G（含黏合剂）和硅胶HF（含荧光物质)硅胶(mSiO2nH2O)又名氧化硅胶和硅酸凝胶。它是透明或乳白色颗粒，吸湿量能达40左右，能耐盐酸、硫酸、硝酸的浸渍，有球形和不规则型两种。通常使用的变色硅胶，是将硅酸凝胶用CoCl2溶液浸泡，然后经干燥活化后制得的。因为无水COCl2为蓝色，水合CoCl26H2O显红色。所以根据变色硅胶的颜色变化，可以判断硅胶吸水的程度。变色硅胶常作为干燥剂和吸附剂使用。 硅胶聚胺复合材料的应用 硅胶聚胺复合材料性能优异，在使用过程中性能稳定，已经在色谱柱技术、环境分析、催化剂等场合得到广泛的应用。但是，这些领域由于用量等因素的限制，使硅胶聚胺复合材料不容易进行大规模的应用。随着固相分离技术的发展和商业化，硅胶聚胺复合材料与离子交换树脂相比具有明显的优越性1,2，如：(1)硅胶键合相具有更高的化学稳定性和热稳定性；(2)由于功能基团的分散方式不同，硅胶复合材料比离子交换树脂具有更快的离子交换速率；(3)硅胶复合材料在使用过程中可以提供恒定的机械特性。而有机树脂功能基团的溶剂化作用，会引起有机树脂在操作循环中不断收缩和膨胀，导致树脂体积不断变化，造成操作条件异常；并且，有机树脂重复的收缩和膨胀也将造成颗粒的破裂和粉碎。此外，硅胶聚胺复合材料还有使用周期长、产品成本低等特点。显然，随着对金属离子回收的日益关注，使得硅胶聚胺复合材料的大规模生产和应用也成为了可能。 硅胶聚胺复合材料在污水处理方面具有广阔的应用前景。与聚苯乙烯离子交换树脂不同，具有刚性大孔结构的硅胶几乎是固定床装置的理想材料，其背压比传统包装材料的背压低的多，因此可具有更大的流速和操作流量。rosenberg研究组10把硅胶聚胺复合材料(wp-1、wp-2 和wp-3)用于伯克利铜矿污水处理，可以把矿坑废水中的铜、铝、锌等金属离子的浓度降低到允许排出量以下，回收的铜、锌溶液纯度高达90%。izatt 等12利用硅胶复合材料固相分离技术，成功地清除了核电站的酸性废液中的90sr2+和pb2+离子。文献显示，在高浓度其它阳离子存在的情况下，用不同的superlig系统可以有效地清除酸性废液中的90sr2+和pb2+离子，并且具有很高的选择性。 硅胶聚胺复合材料也可以在饮用水方面进行应用。fischer等10报道了用硅胶聚胺复合材料wp-3处理含有痕量有毒重金属离子的饮用水，结果表明wp-3能够有效地除去饮用水中痕量的铅、汞等重金属离子，可以使渗漏液中的铅离子含量一直低于允许限15ppb以下。 硅胶聚胺复合材料在其它领域也得到了广泛的应用。由于硅胶载体不易提供细菌的生长环境，操作系统更容易维持无菌条件，因此硅胶聚胺复合材料更适宜在食品等具有严格卫生要求的行业使用。硅胶聚胺复合材料也可用在核电站、核武器生产厂等具有辐射污染的特殊场合13，用硅胶聚胺复合材料处理其循环冷却水、废水则显示了相当优良的稳定性。此外，杨林等14报道了甲硅烷基化的sio2表面作为基底，用含有氨基的有机分子在其表面上进行自组装，反应生成均匀的氨端基单分子层。这种单分子层在非线性光学器件、粘结、仿生材料等方面有广泛的应用。 总之，硅胶聚胺复合材料是一种新型的功能材料。根据特定目的，在硅胶聚胺复合材料表面固载特定的功能基团或螯合剂，赋予其更特殊的螯合功能，可用于污水处理、饮用水脱除痕量重金属离子和选择性回收贵重金属等领域。尤其是，硅胶聚胺复合材料和固相吸附分离(sps)技术相结合，使得其有可能大规模地应用于水处理等领域。因此硅胶聚胺复合材料是一种极具开发价值和大规模应用的新型材料。 硅胶是一种高活性吸附材料，属非晶态物质，其化学分子式为mSiO2nH2O。不溶于水和任何溶剂，无毒无味，化学性质稳定，除强碱、氢氟酸外不与任何物质发生反应。各种型号的硅胶因其制造方法不同而形成不同的微孔结构。硅胶的化学组份和物理结构，决定了它具有许多其他同类材料难以取代得特点：吸附性能高、热稳定性好、化学性质稳定、有较高的机械强度等。 硅胶根据其孔径的大小分为：大孔硅胶、粗孔硅胶、B型硅胶、细孔硅胶。由于孔隙结构的不同，因此它们的吸附性能各有特点。粗孔硅胶在相对湿度高的情况下有较高的吸附量，细孔硅胶则在相对湿度较低的情况下吸附量高于粗孔硅胶，而B型硅胶由于孔结构介于粗、细孔硅胶之间，其吸附量也介于粗、细孔之间。大孔硅胶一般用作催化剂载体、消光剂、牙膏磨料等。因此应根据不同的用途选择不同的品种。 硅胶吸附水份后，可以用曝晒、烧焙、风干等方法再生。 安全性能 硅胶主要成分是二氧化硅，化学性质稳定、无毒。 硅胶有很强的吸附能力，对人的皮肤能产生干燥作用。若硅胶进入眼中，需用大量水冲洗，并尽快找医生治疗。 蓝色硅胶由于含有少量的氯化钴，有毒，应避免和食品接触和吸入口中，如发生中毒事件应立即找医生治疗。 利用硅胶具有强力吸附能迅速有效地吸附密封包装内的水分、化学性质稳定、无毒无害的特点；加之近年来不断的创新开发，各种硅胶已被大量用于药物提纯、 DNA分离、食品干燥、高精电子、高级化妆品、污水净化、啤酒提纯、高级涂料以及树脂生产或保存等方面。在我们日常生活和生产经营活动中，硅胶被经常用于以下几方面： 精密光学仪器、电子电器的干燥防霉包装； 皮具干燥方面，如放置于皮衣、皮袋、皮鞋内起到干燥保质的作用； 食品干燥方面，多见于放在饼干及油炸类食品中，以保证食品松脆； 药品干燥方面，放于药瓶内，确保药品延长保存期； 集装箱干燥：运输的集装箱在不同纬度上会形成箱里的“内雨”，如果您使用硅胶干燥剂，它能吸附相当于自身重量的水份，对远洋运输长达50天的过程中，可以有效地降低露点而使集装箱的凝水现象得到控制。 宾馆用物品类，如放置在衣柜中，鞋中和床下，吸附各种异味，保持空气干爽清新。 啤酒硅胶 性状： 啤酒硅胶是一种非晶态多微孔结构的固体粉末，孔径为8-16nm，化学分子式为mSiO2nH2O，不溶于水和任何溶剂，除苛性碱和氢氟酸外，不与任何酸、碱、盐起反应，无毒、无味、不燃烧、不爆炸，具有强的热、冷稳定性，对人体无害。主要用于啤酒工业。 功能： 1.啤酒硅胶具有大的比表面和无数适宜的微孔结构,可能在几分钟内把造成啤酒浑浊的蛋白质吸附，经过滤除去，可延长啤酒贮藏期180-240天，防止啤酒出现冷浑浊。 2.不影响啤酒泡沫和口味。啤酒硅胶的物化性质决定了它对啤酒泡沫和口味毫无影响，实践也证明了啤酒硅胶是世界啤酒行业公认的最安全的啤酒稳定剂。 3.提高助滤效果。啤酒硅胶化学性质稳定，不含啤酒可溶物，其表面积和多微孔结构均大大优于硅藻土，是很好的助滤剂，辅助硅藻土过滤能使啤酒更明亮、更清澈。 蓝色硅胶 性状： 蓝色硅胶分为蓝胶指示剂、变色硅胶和蓝胶，外观为蓝色或浅蓝色玻璃状颗粒，根据颗粒形状可分为球形和块状两种，具有硅胶吸附防潮的作用，并可随吸湿量的增加，自身颜色由蓝色变紫色，最后变成浅红色，既指示环境的湿度，也直观显示是否仍有防潮作用。 用途： 1.主要用于仪器、仪表、设备等在密闭条件下的吸潮防锈。 2.与普通硅胶干燥剂配合使用，指示干燥剂的吸潮程度和判断环境的相对湿度。作为包装用硅胶干燥剂，广泛用于精密仪器、皮革、服装、食品、药品和家用电器等。 硅溶胶 性状 ： 硅溶胶属胶体溶液，无臭、无毒，分子式可表示为 mSiO2nH2O. 1.由于胶体粒子微细(10 - 20nm)，有相当大的比表面积，粒子本身无色透明，不影响被覆盖物的本色。 2. 粘度较低，水能渗透的地方都能渗透，因此和其它物质混合时分散性和渗透性都非常好。 3. 当硅溶胶水份蒸发时，胶体粒子牢固地附着在物体表面，粒子间形成硅氧结合，是很好的粘合剂。 用途： 1. 用作各种耐火材料粘结剂，具有粘结力强、耐高温(1500-1600C), 等特点。 2.用于涂料工业，能使涂料牢固，又能抗污防尘、耐老化、防火等功能。 3.用于薄壳精密铸造，可使壳型强度大、铸造光洁度高。用其造型比水玻璃造型质量好，代替硅酸乙酯造型可降低成本和改善操作条件。 4.硅溶胶有较高的比表面积，可用于催化剂制造及催化剂载体。 5.用于造纸工业，可作为玻璃纸防粘剂、照相用纸前处理剂、水泥袋防滑剂等。 6.用作纺织工业上浆剂，它与油剂并用处理羊毛、兔毛的可纺性，减少断头，防止飞花，提高成品率，增加经济效益。 7.用作矽钢片处理剂、显像管分散剂、地板蜡抗滑等一般来说，硅胶按其性质及组分可分为有机硅胶和无机硅胶两大类。 无机硅胶是一种高活性吸附材料，通常是用硅酸钠和硫酸反应，并经老化、酸泡等一系列后处理过程而制得。硅胶属非晶态物质，其化学分子式为mSiO2 nH2O。不溶于水和任何溶剂，无毒无味，化学性质稳定，除强碱、氢氟酸外不与任何物质发生反应。各种型号的硅胶因其制造方法不同而形成不同的微孔结构。硅胶的化学组份和物理结构，决定了它具有许多其它同类材料难以取代的特点：吸附性能高、热稳定性好、化学性质稳定、有较高的机械强度等。 硅胶根据其孔径的大小分为：大孔硅胶、粗孔硅胶、B型硅胶、细孔硅胶。由于孔隙结构的不同，因此它们的吸附性能各有特点。粗孔硅胶在相对湿度高的情况下有较高的吸附量，细孔硅胶则在相对湿度较低的情况下吸咐量高于粗孔硅胶，而B型硅胶由于孔结构介于粗、细孔之间，其吸附量也介于粗、细孔之间。大孔硅胶一般用作催化剂载体、消光剂、牙膏磨料等。因此应根据不同的用途选择不同的品种。 安全性能 硅胶主要成分是二氧化硅，化学性质稳定，不燃烧。硅胶是一种非晶态二氧化硅，应控制车间粉尘含量不大于10毫克/立方米 ，需加强排风，操作时戴口罩。 硅胶有很强的吸附能力，对人的皮肤能产生干燥作用，因此，操作时应穿戴好工作服。若硅胶进入眼中，需用大量的水冲洗，并尽快找医生治疗。 蓝色硅胶由于含有少量的氯化钴，有毒，应避免和食品接触和吸入口中，如发生中毒事件应立即找医生治疗。 硅胶在使用过程中因吸附了介质中的水蒸汽或其他有机物质，吸附能力下降，可通过再生后重复使用。 一、硅胶吸附水蒸汽后的再生 硅胶吸附水份后，可通过热脱附方式将水份除去，加热的方式有多种，如电热炉、烟道余热加热及热风干燥等。 脱附加热的温度控制在120-180为宜，对于蓝胶指示剂、变色硅胶、DL型蓝色硅胶则控制在100-120为宜。各种工业硅胶再生时的最高温度不应超过以下限度： 粗孔硅胶不得高于600； 细孔硅胶不得高于200； 蓝胶指标剂（或变色硅胶）不得高于120； 硅铝胶不得高于350。 再生后的硅胶，其水份一般控制在2%以下即可重新投入使用。 二、硅胶吸附有机杂质后的再生 焙烧法 对于粗孔硅胶，可放在焙烧炉内逐渐升温至500-600，约经68小时至胶粒呈白色或黄褐色即可。对细孔硅胶，焙烧温度不能超过200。 漂洗法 将硅胶在饱和水蒸汽中吸附达到饱和后放热水中浸泡漂洗，并可结合使用洗涤剂以除去废油或其它有机杂质，再经净水洗涤后烘干脱水。 溶剂冲洗法 根据硅胶吸附有机物种类，选用适当的溶剂将吸附在硅胶内的 有机物溶出，然后将硅胶加热以脱除溶剂。 三、硅胶再生应注意的问题 烘干再生时应注意掌握逐渐提高温度，以免剧烈干燥引起胶粒炸裂，降低回收率。 对硅胶焙烧再生时，温度过高会引起硅胶孔结构的变化而明显降低其吸附效果，影响使用价值。对于蓝胶指示剂或变色硅胶，脱附再生的温度应不超过120，否则会因显色剂逐步氧化而失去显色作用。 经再生后的硅胶一般应过筛除去微细颗粒，以使颗粒均匀。 贮存与包装 硅胶具有强的吸湿能力，因此应贮存在干燥地方，包装物与地面之间要有搁架。包装物有钢桶、纸桶、纸箱、塑料瓶、聚乙烯塑料复合袋、柔性集装袋等。具体包装规格见分类产品说明。运输过程中应避免雨淋、受潮和曝晒。（注：无机硅胶生产厂家中，山东滕州市辛绪化工原料有限公司由于其具有全国最大泡花碱的生产实力，其生产的硅胶具有极强的性价比，因此得到了业内同行的亲赖，其产品很具有竞争力！ 有机硅胶产品的基本结构单元是由硅氧链节构成的，侧链则通过硅原子与其他各种有机基团相连。因此，在有机硅产品的结构中既含有有机基团，又含有无机结构，这种特殊的组成和分子结构使它集有机物的特性与无机物的功能于一身。与其他高分子材料相比，有机硅产品的最突出性能是： 1耐温特性 有机硅产品是以硅氧（SiO）键为主链结构的，CC键的键能为82.6千卡/克分子，SiO键的键能在有机硅中为121千卡/克分子，所以有机硅产品的热稳定性高，高温下（或辐射照射）分子的化学键不断裂、不分解。有机硅不但可耐高温，而且也耐低温，可在一个很宽的温度范围内使用。无论是化学性能还是物理机械性能，随温度的变化都很小。 2耐候性 有机硅产品的主链为SiO，无双键存在，因此不易被紫外光和臭氧所分解。有机硅具有比其他高分子材料更好的热稳定性以及耐辐照和耐候能力。有机硅中自然环境下的使用寿命可达几十年。 3电气绝缘性能 有机硅产品都具有良好的电绝缘性能，其介电损耗、耐电压、耐电弧、耐电晕、体积电阻系数和表面电阻系数等均在绝缘材料中名列前茅，而且它们的电气性能受温度和频率的影响很小。因此，它们是一种稳定的电绝缘材料，被广泛应用于电子、电气工业上。有机硅除了具有优良的耐热性外，还具有优异的拒水性，这是电气设备在湿态条件下使用具有高可靠性的保障。 4生理惰性 聚硅氧烷类化合物是已知的最无活性的化合物中的一种。它们十分耐生物老化，与动物体无排异反应，并具有较好的抗凝血性能。 5低表面张力和低表面能 有机硅的主链十分柔顺，其分子间的作用力比碳氢化合物要弱得多，因此，比同分子量的碳氢化合物粘度低，表面张力弱，表面能小，成膜能力强。这种低表面张力和低表面能是它获得多方面应用的主要原因：疏水、消泡、泡沫稳定、防粘、润滑、上光等各项优异性能。 二、有机硅的用途 由于有机硅具有上述这些优异的性能，因此它的应用范围非常广泛。它不仅作为航空、尖端技术、军事技术部门的特种材料使用，而且也用于国民经济各部门，其应用范围已扩到：建筑、电子电气、纺织、汽车、机械、皮革造纸、化工轻工、金属和油漆、医药医疗等。 三、有机硅的分类 有机硅主要分为硅橡胶、硅树脂、硅油三大类。 室温硫化硅橡胶简介及其分类室温硫化硅橡胶（RTV）是六十年代问世的一种新型的有机硅弹性体，这种橡胶的最显著特点是在室温下无须加热、如压即可就地固化，使用极其方便。因此，一问世就迅成为整个有机硅产品的一个重要组成部分。现在室温硫化硅橡胶已广泛用作粘合剂、密封剂、防护涂料、灌封和制模材料，在各行各业中都有它的用途。 室温硫化硅橡胶按其包装方式可分为单组分和双组分室温硫化硅橡胶，按硫化机理又可分为缩合型和加成型。因此，室温硫化硅橡胶按成分、硫化机理和使用工艺不同可分为三大类型，即单组分室温硫化硅橡胶、双组分缩合型室温硫化硅橡胶和双组分加成型室温硫化硅橡胶。这三种系列的室温硫化硅橡胶各有其特点：单组分室温硫化硅橡胶的优点是使用方便，但深部固化速度较困难；双组分室温硫化硅橡胶的优点是固化时不放热,收缩率很小，不膨胀，无内应力，固化可在内部和表面同时进行，可以深部硫化；加成型室温硫化硅橡胶的硫化时间主要决定于温度，因此，利用温度的调节可以控制其硫化速度。 一单组分室温硫化硅橡胶 单组分室温硫化硅橡胶的硫化反应是靠与空气中的水分发生作用而硫化成弹性体。随着链剂的不同，单组分室温硫化硅橡胶可为脱酸型、脱肟型、脱醇型、脱胺型、脱酰胺型和脱酮型等许多品种。单组分室温硫化硅橡胶的硫化时间取决于硫化体系、温度、湿度和硅橡胶层的厚度，提高环境的温度和湿度，都能使硫化过程加快。在典型的环境条件下，一般1530分钟后，硅橡胶的表面可以没有粘性，厚度0.3厘米的胶层在一天之内可以固化。固化的深度和强度在三个星期左右会逐渐得到增强。 单组分室温硫化硅橡胶具有优良的电性能和化学惰性，以及耐热、耐自然老化、耐火焰、耐湿、透气等性能。它们在-60200范围内能长期保持弹性。它固化时不吸热、不放热，固化后收缩率小，对材料的粘接性好。因此，主要用作粘合剂和密封剂，其它应用还包括就地成型垫片、防护涂料和嵌缝材料等。许多单组分硅橡胶粘接剂的配方表现出对多种材料如大多数金属、玻璃、陶瓷和混凝上的自动粘接性能。当粘接困难时，可在基材上进底涂来提高粘接强度，底涂可以是具有反应活性的硅烷单体或树脂，当它们在基材上固化后，生成一层改性的适合于有机硅粘接的表面。单组分室温硫化硅橡胶虽然使用方便，但由于它的硫化是依懒大气中的水分，使硫化胶的厚度受到限制，只能用于需要6毫米以下厚度的场合。单组分室温硫化硅橡胶的硫化反应是从表面逐渐往深处进行的，胶层越厚，固化越慢。当深部也要快速固化时，可采用分层浇灌逐步硫化法，每次可加一些胶料，等硫化后再加料，这样可以减少总的硫化时间。添加氧化镁可加速深层胶的硫化。 二双组分缩合型室温硫化硅橡胶 双组分室温硫化硅橡胶硫化反应不是靠空气中的水分,而是靠催化剂来进行引发。通常是将胶料与催化剂分别作为一个组分包装。只有当两种组分完全混合在一起时才开始发生固化。双组分缩合型室温硫化硅橡胶的硫化时间主要取决于催化剂的类型、用量以及温度。催化剂用量越多硫化越快，同时搁置时间越短。在室温下，搁置时间一般为几小时，若要延长胶料的搁置时间，可用冷却的方法。双组分缩合型室温硫化硅椽胶在室温下要达到完全固化需要一天左右的时间，但在150的温度下只需要1小时。通过使用促进剂进行协合效应可显著提高其固化速度。 双组分室温硫化硅橡胶可在一65250温度范围内长期保持弹性，并具有优良的电气性能和化学稳定性，能耐水、耐臭氧、耐气候老化，加之用法简单，工艺适用性强，因此，广泛用作灌封和制模材料。各种电子、电器元件用室温硫化硅橡胶涂覆、灌封后，可以起到防潮（防腐、防震等保护作用。可以提高性能和稳定参数。双组分室温硫化硅橡胶特别适宜于做深层灌封材料并具有较快的硫化时间，这一点是优于单组分室温硫化硅橡胶之处。双组分室温硫化硅橡胶硫化后具有优良的防粘性能，加上硫化时收缩率极小，因此，适合于用来制造软模具，用于铸造环氧树脂、聚酯树脂、聚苯乙烯、聚氨酯、乙烯基塑料、石蜡、低熔点合金等的模具。此外，利用双组分室温硫化硅橡胶的高仿真性能可以在文物上复制各种精美的花纹。双组分室温硫化硅橡胶在使用时应注意：首先把胶料和催化剂分别称量，然后按比例混合。混料过程应小心操作以使夹附气体量达到最小。胶料混匀后（颜色均匀），可通过静置或进行减压（真空度700毫米汞柱）除去气泡,待气泡全部排出后，在室温下或在规定温度下放置一定时间即硫化成硅橡胶。 三双组分加成型室温硫化硅橡胶 双组分加成型室温硫化硅橡胶有弹性硅凝胶和硅橡胶之分，前者强度较低，后者强度较高。它们的硫化机理是基于有机硅生胶端基上的乙烯基（或丙烯基）和交链剂分子上的硅氢基发生加成反应（氢硅化反应）来完成的。在该反应中，不放出副产物。由于在交链过程中不放出低分子物，因此加成型室温硫化硅橡胶在硫化过程中不产生收缩。这一类硫化胶无毒、机械强度高、具有卓越的抗水解稳定性（即使在高压蒸汽下）、良好的低压缩形变、低燃烧性、可深度硫化、以及硫化速度可以用温度来控制等优点，因此是目前国内外大力发展的一类硅橡胶。从番茄中提取番茄红素和B-胡萝卜素 一、引言 番茄中含有番茄红素和少量的B-胡萝卜素，二者均属于类胡萝卜素。类胡萝卜素为多烯类色素，不溶于水而溶于脂溶性有机溶剂。本实验先用乙醇将番茄中的水脱去，再用二氯甲烷萃取类胡萝卜素。因为二氯甲烷不与水混溶，故只有除去水分后才能有效地从组织中萃取出类胡萝卜素。根据番茄红素与B-胡萝卜素极性的差别，用柱层析可以将它们分离。分离效果可以用薄层层析进行检验。 二、实验材料和试剂 新鲜番茄（或番茄酱）。 95%乙醇；二氯甲烷；石油醚（6090）；氯仿；中性或酸性氧化铝（柱层析用）；环乙烷；硅胶G；饱和氯化钠溶液；无水硫酸钠。 三、实验步骤 1. 原料处理与色素提取 称取新鲜番茄浆120g于100ml圆底烧瓶中，加95%乙醇40ml，摇匀，装上回流冷凝管，在水浴上加热回流5分钟，趁热抽滤，只将溶液倒出，残渣留在瓶内，加入30ml二氯甲烷，水浴上加热回流5分钟，将上层溶液倾出抽滤，固体仍保留在烧瓶内，再加10ml二氯甲烷重复萃取一次。合并乙醇和两次二氯甲烷提取液，倒入分液漏斗中，加5ml饱和氯化钠溶液（有利分层），振摇，静置分层。分出橙黄色有机相，使其流经一个在颈部塞有疏松棉花且在棉花上铺一