一种液相色谱杂质捕集用填料及其制备方法和用途技术

本发明专利技术提供一种液相色谱杂质捕集用填料及其制备方法和用途，所述液相色谱杂质捕集用填料的原料组分包括复合多体系聚合物键合硅胶、改性活性炭和硅烷偶联剂；所述复合多体系聚合物键合硅胶为硅烷化硅胶与聚合物反应后获得；所述改性活性炭是通过如下方法获得的：将活性炭先酸化，然后碱化处理，再与甲基丙烯酸甲酯和过硫酸铵在第一有机溶剂中反应。本申请中这种色谱填料的柔韧性更好，机械强度好，能够有效的减少或消灭流动相引起的杂质峰，并且可以防止填料的损失，使得填料能够重复使用。用。

【技术实现步骤摘要】
一种液相色谱杂质捕集用填料及其制备方法和用途


[0001]本专利技术涉及色谱填料领域，特别是涉及一种液相色谱杂质捕集用填料及其制备方法和用途。

技术介绍

[0002]高效液相色谱是20世纪70年代发展起来的一项高效、新颖、快速分析技术，广泛应用于生物、医药、环境等各个领域。在液相色谱分析过程中，常用甲醇、乙腈、水和缓冲盐溶液等作为分析流动相，这些溶液不可避免的引入一些可溶性的杂质。这些可溶性的杂质在系统平衡的过程中会到达色谱柱，并在色谱柱入口端的填料中累积。等度条件下，流动相中一些保留能力强的杂质在等度条件下或许不会被洗脱出来影响分析，一些保留能力稍弱的杂质则会随着流动相不停的冲洗在色谱柱内的固定相与流动相之间达成某种动态平衡，持续不断的进入到色谱柱中又被持续不断的洗脱出来，引起谱图基线本底的提高，检测灵敏度下降；梯度条件下，由于梯度设置通常在初始阶段洗脱能力较弱，而随着梯度时间的延长溶剂的洗脱能力逐渐增强，基于梯度设置的这一规律，来源于流动相在系统平衡阶段累积于色谱柱入口端的强保留物质，在梯度变化过程中会随着洗脱能力的增强而被洗脱下来出现在谱图中，形成杂质峰，同样，一些在系统平衡过程中均匀分散于色谱柱内保留能力较弱的杂质，在梯度变化过程中会随着洗脱能力的增强而被洗脱下来出现在谱图中形成杂质峰，这些峰的峰面积通常由于杂质的积累时间长短不一而大小不同，甚至保留时间也不稳定，由于这些峰又飘忽不定，因此被称为“鬼峰”，尤其在使用了缓冲盐或者酸性添加剂进行梯度分析时，更易出现鬼峰从而干扰微量或者痕量物质的分离或者定量。/>[0003]杂质捕集小柱又可称为色谱柱，主要由柱管、卡套(密封环)、筛板(滤片)、填料等组成，柱管多用不锈钢制成，是一种用于液相色谱分析仪器的部件。针对液相色谱分析中出现的“鬼峰”问题，可通过使用杂质捕集小柱，将其安装在梯度混合器和自动进样器之间，不仅能去除流动相中的杂质，还可以有效捕集管路和混合器中的杂质。然而，市场上的杂质捕集小柱主要填料成分为纯活性炭，单独使用活性炭工艺，其运行存在主要风险是活性炭的更换周期，基本上每间隔一段时间就需要更换活性炭，虽然前期投入比较少，但维护保养需要耗费精力，从长远来看设备维护也是一项很大的支出。而通过对纯活性炭工艺的改进得到的液相色谱鬼峰的捕集柱仍然存在缺陷，例如，当前捕集柱中的填料易损失、机械强度差、难以多次重复使用，从而影响装置后续检测的精确度。

技术实现思路

[0004]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种液相色谱杂质捕集用填料及其制备方法和用途，由其形成的色谱柱非常适合用于色谱分析中对缓冲盐或者酸性添加剂进行梯度分析中，能够有效减少或是消灭鬼峰，从而使色谱分析微量或者痕量物质更精确；同时，形成的液相色谱杂质捕集用色谱柱对杂质吸附效果好，选择性高、使用寿命长。
[0005]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术是通过以下技术方案获得的。
[0006]本专利技术提供一种液相色谱杂质捕集用填料，所述液相色谱杂质捕集用填料的原料组分包括复合多体系聚合物键合硅胶、改性活性炭和硅烷偶联剂；
[0007]所述复合多体系聚合物键合硅胶为硅烷化硅胶与聚合物单体溶液化学反应后获得；
[0008]所述改性活性炭是通过如下方法获得的：将活性炭先酸化，然后碱化处理，再与甲基丙烯酸甲酯和过硫酸铵在第一有机溶剂中反应。
[0009]优选地，改性活性炭的制备方法还包括将改性后的活性炭干燥。更优选地，所述干燥为在70～90℃下烘干。
[0010]本申请中，改性活性炭的方法如下，通过酸化去除活性炭灰分，为后续增加活性炭和氢氧化钠接触面积打下基础，同时增加含氧官能团，为后续形成的聚甲基丙烯酸甲酯在活性炭稳定包覆打下基础；通过碱性处理，增大表面积，扩孔，氢氧化钠的羟基帮助活性炭生成更多活性位点提高活性炭的吸附量，为后续甲基丙烯酸甲酯引入创造条件；最后通过甲基丙烯酸甲酯和过硫酸铵处理，使得活性炭上包覆有聚甲基丙烯酸甲酯，增加活性炭的化学吸附，提高其对金属离子、苯酚、苯胺类物质的吸附。
[0011]优选地，以所述液相色谱杂质捕集用填料的原料组分的总质量为基准计，所述液相色谱杂质捕集用填料包括：
[0012]复合多体系聚合物键合硅胶
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20～70wt％
[0013]改性活性炭
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20～70wt％
[0014]硅烷偶联剂
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10～20wt％。
[0015]更优选地，以所述液相色谱杂质捕集用填料的原料组分的总质量为基准计，所述硅烷偶联剂的含量为10～18wt％。
[0016]优选地，所述液相色谱杂质捕集用填料是当量直径为0.2～4mm的颗粒。本申请中，所述当量直径采用GB/T 3364
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1982中的显微镜法。
[0017]优选地，所述液相色谱杂质捕集用填料的的比表面积为600～850m2/g。
[0018]优选地，所述硅烷偶联剂选自KH
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550、KH
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792和KH
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570中的一种或多种。
[0019]优选地，所述复合多体系聚合物键合硅胶是通过包括如下步骤的方法获得的：
[0020]1)将硅胶进行硅烷化处理获得硅烷化硅胶；
[0021]2)将所述硅烷化硅胶与聚合物单体溶液接触发生化学反应。
[0022]更优选地，所述硅胶在进行硅烷化处理前还经过活化，所述活化是将硅胶采用浓硫酸水溶液处理。更优选地，所述硅胶的目数为80～150目。更优选地，所述硅胶的比表面积为230～480m2/g。更优选地，所述硅胶的孔径为6～38nm。更优选地，浓硫酸处理的温度为50～85℃，处理时间为1～10h。更优选地，处理结束后还包括清洗至中性的步骤。更优选地，所述浓硫酸水溶液的浓度为70wt％～98wt％。通过活化可以增加硅胶表面可用于化学键合的硅羟基数目、除去硅胶中含有的微量金属元素。
[0023]更优选地，所述硅烷化处理是将活化后硅胶与硅烷化试剂在反应介质中进行反应。更优选地，所述硅烷化试剂为选自KH
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550、A151和A172中的一种或多种。更优选地，所述反应介质为甲苯。更优选地，所述活化后硅胶与所述硅烷化试剂的质量体积比为0.4～2.5g/mL。
[0024]更优选地，所述聚合物单体溶液包括聚合物单体、包覆聚合物、偶氮二异丁腈、聚乙烯吡咯烷酮和第二有机溶剂。所述聚乙烯吡咯烷酮起到表面活性剂的作用，以利于单体和包覆聚合物在硅胶表面均匀包覆。
[0025]更优选地，所述聚合物单体为选自丙烯酸、丙烯酰胺和乙烯醇中的一种或多种。
[0026]更优选地，所述包覆聚合物为选自聚氨酯和聚酰胺中的一种或两种。
[0027]更优选地，所述第二有机溶剂为选自乙醇、乙二醇甲醚、甲基异丁基酮、丁酮和环己酮中的一种或多种。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种液相色谱杂质捕集用填料，其特征在于，所述液相色谱杂质捕集用填料的原料组分包括复合多体系聚合物键合硅胶、改性活性炭和硅烷偶联剂；所述复合多体系聚合物键合硅胶为硅烷化硅胶与聚合物单体溶液化学反应后获得；所述改性活性炭是通过如下方法获得的：将活性炭先酸化，然后碱化处理，再与甲基丙烯酸甲酯和过硫酸铵在第一有机溶剂中反应。2.根据权利要求1所述的液相色谱杂质捕集用填料，其特征在于，以所述液相色谱杂质捕集用填料的原料组分的总质量为基准计，所述液相色谱杂质捕集用填料包括：复合多体系聚合物键合硅胶
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20～70wt％改性活性炭
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20～70wt％硅烷偶联剂
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10～20wt％。3.根据权利要求1所述的液相色谱杂质捕集用填料，其特征在于，所述液相色谱杂质捕集用填料是当量直径为0.2～4mm的颗粒；和/或，所述液相色谱杂质捕集用填料的比表面积为600～850m2/g；和/或，所述硅烷偶联剂选自KH
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550、KH
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792和KH
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570的一种或多种；和/或，所述第一有机溶剂选自丙酮或异丙醇中的一种或两种。4.根据权利要求1所述的液相色谱杂质捕集用填料，其特征在于，所述活性炭的比表面积为560～900m2/g；和/或，所述活性炭的孔径为3～45nm；和/或，所述酸化是将所述活性炭在硝酸水溶液中处理；和/或，所述酸化的温度为75～100℃；和/或，所述碱化处理是将所述酸化后的活性炭在碱性水溶液中处理；和/或，在改性活性炭中的方法中，甲基丙烯酸甲酯、过硫酸铵和所述活性炭的质量比为10：(0.5～1.5)：(25～35)。5.根据权利要求1所述的液相色谱杂质捕集用填料，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛昆鹏，徐婷，屠炳芳，任兴发，俞灵钰，李良翔，陈庆涛，陈超，
申请(专利权)人：月旭科技上海股份有限公司上海维乐希检测技术有限公司江苏月旭新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：