Углеродные адсорбенты - раздел Полиграфия, Хроматографические методы. Общая характеристика методов Основными Представителями Этой Группы Адсорбентов Являются:
· Гра...
Основными представителями этой группы адсорбентов являются:
· графитированная термическая сажа;
· активированный уголь;
· углеродные молекулярные сита;
Графитированная термическая сажа представляет собой непористый, инертный и устойчивый к высокой температуре адсорбент с физически и химически однородной поверхностью и высокой удельной поверхностной энергией.
Поверхность сажи состоит только из атомов углерода и имеет структурные параметры графита. Расстояние между соседними атомами углерода в гексагональном слое составляет 0.1418 нм, а между слоями 0.3385 нм. При адсорбции на базисной плоскости графита электроны проводимости существенной роли не играют, так что адсорбция любых молекул осуществляется в основном за счет дисперсионных сил.
Графитированную термическую сажу получают нагреванием сажи до 3000 оС в отсутствие кислорода и других окислителей. В процессе графитирования происходит рост кристаллов до размеров примерно 500 нм, а также удаление летучих веществ. При этом доля водорода и кислорода, содержащихся на поверхности в составе осмолившихся веществ и свободных радикалов, падает до 0.4 %. Оставшиеся загрязнения являются причиной асимметрии пиков и необратимой адсорбции полярных соединений. Большую часть загрязнений можно удалить в процессе обработки сажи водородом при 1100 оС после графитирования.
Графитированная термическая сажа представляет собой тонкий порошок, непригодный для непосредственного заполнения насадочных хроматографических колонок. В результате длительного встряхивания, которое проводится без добавления связующего, сажа скатывается в маленькие шарики, которые можно осторожно рассеять на фракции и заполнить выбранной фракцией колонку.
Из-за небольшой механической прочности этих частиц, обращаться с колонками, заполненными графитированной термической сажей, следует достаточно осторожно. Добавлением небольших количеств вязких полимеров (0.01 % апиезона L) можно улучшить механическую стабильность частиц графитированной термической сажи.
Известно, что интенсивность дисперсионного взаимодействия зависит от величины, формы и поляризуемости взаимодействующих частиц. В этой связи на графитированной термической саже при разделении методом газо-адсорбционной хроматографии циклические углеводороды элюируются из колонки раньше н-алкана с тем же числом атомов углерода, так как они не могут расположиться копланарно по отношению к поверхности графита и соответственно имеют меньшее число взаимодействующих с поверхностью атомов водорода.
Благодаря своей высокой чувствительности к геометрии молекулы, графитированная термическая сажа особенно хорошо подходит для разделения структурных и стереоизомеров, которые вследствие малых различий в их физических свойствах на жидких неподвижных фазах можно разделить лишь при очень высокой эффективности колонки.
Еще одно преимущество графитированной термической сажи состоит в том, что она легко модифицируется различными жидкими и твердыми фазами, а это позволяет производить селективное разделение самых различных соединений.
Активные угли представляют собой неспецифические адсорбенты с сильно развитой пористой структурой, образованной главным образом макро- и мезопорами различного диаметра.
Большая удельная поверхность (800-1000 м2/г) обуславливает высокую адсорбционную емкость.
Получают активный уголь пиролизом различных углеродсодержащих материалов: дерева, торфа, бурого угля, фенолформальдегидных смол.
В зависимости от типа исходного материала и методики его обработки различные сорта активного угля содержат различного рода загрязнения (золу, серу, азот). На адсорбирующей поверхности угля имеются следы неорганических оксидов, а также функциональные кислородсодержащие группы.
Вследствие очень большой геометрической и химической неоднородности поверхности регистрируемые на хроматограмме пики даже низкокипящих газов обнаруживают асимметрию (“хвосты”).
Углеродные молекулярные сита. Термическим разложением виниленхлорида при соответствующих условиях можно получить микропористый углерод с удельной поверхностью 1000-1200 м2/кг и структурой молекулярного сита.
Эти углеродные молекулярные сита поставляются в виде гранул или сферических частиц с улучшенными механическими свойствами.
Молекулярно-ситовой эффект обусловлен наличием системы пор со средним диаметром 1-1.5 нм.
Углеродные молекулярные сита обладают следующими важными для хроматографии свойствами:
· Отличаются незначительной полярностью. Они относятся к неспецифическим адсорбентам и поэтому для полярных веществ характерно малое время удерживания.
· Обладают исключительно чистой поверхностью, что позволяет использовать их для разделения высокополярных соединений и выделения микропримесей при программировании температуры.
Удерживание на углеродных молекулярных ситах, как и удерживание на графитированной термической саже, зависит от числа атомов углерода в молекуле и степени насыщенности связей.
Первыми элюируются соединения с меньшим числом ненасыщенных связей, что очень важно при выявлении следов ненасыщенных соединений в насыщенных и менее ненасыщенных соединениях.
Типичным примером является определение микропримесей метана и ацетилена в этилене.
Хроматографические методы Общая характеристика методов... Характеристики хроматографического разделения компонентов анализируемой... Основные закономерности сорбционных процессов...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Углеродные адсорбенты
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
ХРОМАТОГРАФИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ
Абсолютое большинство веществ живой и неживой природы и синтетических веществ, используемых в производстве самых разнообразных продуктов питания и непродовольственных товаров, представляют собой не
Компонентов анализируемой смеси
Результатом хроматографического разделения исследуемой пробы является хроматограмма. Различают внутреннюю и внешнюю хроматограммы. Внутренняя хроматограмма – это распределение разделен
Изотермы адсорбции
Изотермой адсорбции называется количественная зависимость между величиной адсорбции и равновесной концентрацией адсорбируемого вещества.
В общем виде уравнение изотермы адсорбции записывае
Изотермы адсорбции и форма фронтов зон
Рассмотрим вопросы применения теории адсорбции к описанию хроматографических разделений.
Основными задачами теории адсорбции в приложении к хроматографии являются получение ответов на д
Газовая хроматография
Газовая хроматография - метод разделения летучих соединений. Поскольку в процессе разделения анализируемые вещества должны находиться в газообразном состоянии, что достигается
Подвижная фаза. Характеристика основных представителей
При выборе газа-носителя следует учитывать, что природа газа-носителя оказывает влияние как на характеристики разделения компонентов анализируемой смеси в хроматографической колонке, так и на парам
Фотоионизационный детектор (ДФИ)
Детектор был предложен в 1968 г., имел нестабильные характеристики и почти не применялся. В конце 70-х начале 80-х годов началась новая эра в развитии ДФИ, связанная, главным образом, с его примене
Силы дисперсионного взаимодействия
Энергия дисперсионного взаимодействия двух сферических частиц описывается уравнением Лондона:
, (84)
где k - коэффициент пропорциональности, зависящий от потенциала ионизац
Силы ориентационного взаимодействия
Наконец, для двух частиц, обладающих дипольными моментами, возникает ориентационное взаимодействие, энергия которого описывается уравнением:
. (87)
Под взаимодействующими частицам
Силы полухимического и химического взаимодействий
Еще более прочные адсорбционные связи полухимического характера образуются либо при возникновении водородных связей, либо за счет образования комплексов переноса заряда.
Образование водоро
Оксид алюминия
Оксид алюминия является весьма термостойким и механически прочным адсорбентом; его удельная поверхность составляет около 200 м2/г.
Из-за наличия кислотных и основных (по Льюису)
Органические сорбенты
Наибольшее применение получили пористые сополимеры стирола и дивинилбензола. Эти материалы получают суспензионной полимеризацией мономерных винильных производных (стирола, этилбензола), к которым д
Диатомовые носители
Исходным материалом для носителей служит светло-серое или красновато-коричневое аморфное вещество, представляющее собой обломки панцирей микроскопических диатомовых водорослей – диатомит.
Неароматические углеводороды
Неароматические углеводороды, будучи неполярными, являются очень хорошими растворителями для всех анализируемых веществ углеводородного типа. На этих неподвижных фазах алканы обладают большими (по
Силиконы
Диметил- и метилфенилполисилоксаны относятся к числу наиболее часто применяемых неподвижных жидких фаз. Это объясняется несколькими причинами. Силиконы можно применять как при очень низких (
Фенилсиликоны
Наличие фенильных групп в фенилсиликонах приводит к усилению взаимодействия с ароматическими соединениями. Несколько более высокие величины удерживания характерны для полярных соединений. Отличие о
Спирты, эфиры и производные углеводов
Алифатические углеводороды очень плохо растворяются в неподвижных фазах такого типа и поэтому селективно отделяются от других органических соединений. Однако разделение самих гомологов парафинов не
Полигликоли
Эти неподвижные фазы плохо растворяют алифатические углеводороды, но обладают некоторой селективностью для отделения н-парафинов от изопарафинов и насыщенных углеводородов от ненасыщенных. Селектив
Сложные эфиры
Эфиры карбоновых и фосфорных кислот содержат в карбоксильных и фосфатных группах атомы кислорода, способные к образованию водородной связи. Поэтому при применении эфирных неподвижных фаз наблюдаютс
Жидкостная хроматография
Жидкостная хроматография - это метод разделения и анализа сложных смесей веществ, в котором подвижной фазой служит жидкость. Он применим для разделения более широкого круга
Способы борьбы с пульсациями.
1. Применение демпфирующих устройств.
Это спиральные трубки специального профиля из нержавеющей стали, включенные последовательно или параллельно в систему между насосом и дозатором
Техника эксперимента в ТСХ
Активация пластин.Для повышения точности анализов рекомендуется проводить активацию пластин. Это связано с тем, что адсорбционная способность силикагеля и оксида алюминия уменьшает
Сверхкритическая флюидная хроматография
В сверхкритической флюидной хроматографии (СФХ) подвижной фазой служит сверхкритический флюид – вещество, находящееся в сверхкритическом состоянии и имеющее показатели, промежуточны
Принятые термины и сокращения
Время миграции (tм) - время, необходимое компоненту для прохождения им эффективной длины капилляра (Lэфф) от зоны ввода пробы (начала капилляра)
Капилляры
В системах КЭ используют капилляры из кварца, прозрачного в УФ-области спектра, с внешним полиимидным защитным покрытием. В случае детектирования внутри капилляра (on-line)
Источники высокого напряжения
Источники напряжения обеспечивают подачу постоянного напряжения в диапазоне от –25 до +25 кВ. Максимально допустимый ток в капилляре не должен превышать 200 мкА. В отношении ве
Ввод пробы
Типичный объем вводимой пробы в КЭ составляет 1–20 нл. Общепринято заполнять пробой не более 2 % объема капилляра, чтобы изначально не создавать широкую зону компонентов и обеспечить достаточное вр
Детекторы
Характеристики методов детектирования, используемых в КЭ, представлены в табл. 2. Указанные пределы детектирования позволяют оценить чувствительность того и
Чувствительность метода
Основным способом детектирования в КЭ является фотометрический, чувствительность которого не всегда достаточна, поскольку детектирование происходит в слое малого внутреннего
Качественный и количественный анализ
Для качественного и количественного анализа в КЭ обязательно проводят градуировку системы путем анализа нескольких смесей известного состава. Результатом градуировки являютс
Количественная обработка результатов анализа
Для количественного определения необходимо выбрать метод градуировки (внешнего стандарта (абсолютной градуировки), внутреннего стандарта
Объекты для анализа методом КЭ. Подготовка пробы
Первые аналитические приложения КЭ были связаны с разделением заряженных компонентов: наиболее подходящими оказались неорганические катионы и анионы, а также карбоновые кислоты. В биотехнологии КЭ
Особенности методики, практические рекомендации
Здесь будет рассмотрен вариант одновременного определения ряда катионов и анионов с использованием прибора «Капель-103РЕ».
Для определения к
Количественный анализ
Количественная интерпретация хроматограмм является одним из наиболее ответственных заключительных этапов хроматографического анализа.
Задачами количественной интерпретации хроматогр
Параметр h
Если проанализировать влияние возможных отклонений температуры колонки и скорости потока газа-носителя от средних значений, соизмеримых по длительности с продолжительностью регистрации пика на усто
Параметр hl
Влияние изменения условий процесса хроматографического разделения на параметр hl сказываются следующим образом:
· флуктуации температуры при работе с обоими видами детекторов
Параметр А
Влияние изменения условий хроматографических разделений на параметр А (площадь пика) сводятся к следующему:
· флуктуации температуры не искажают площадь пика при работе с дет
Методы триангуляции
Пик рассматривают как треугольник и площадь его рассчитывают как площадь треугольника. Известны три метода триангуляции (triangle – треугольник). Эти методы приближенные, поскольку площадь пика апп
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Новости и инфо для студентов