Способ хроматографического разделения ионов

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ .

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SV„„1237231

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

J . . с

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ!:-

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Ея, .

ЪС

1

"1 4Ъ

А (21) 380746!/23-26 (22) 26.10.84 (46) 15.06.86. Бюл. М - 22 (72) А.А.Аратскова, Л.Д.Белякова, А.В.Киселев, Я.И.Яшин (SU) И.Градил, Ф.Швец и Я.Калал (CS) (53) 543.544(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

К 819714, кл. G 01 N 31/08, 1979.

Фритц Дж., Гьерде Д., Поланд К.

Ионная хроматография. — М.: Мир, 1984, с. 66-67.

Hradil J., Svec F. Reaction of

hydrolyzed Copoly (G).ycidylmgthacry1ate- Ety1enedimethacrylate) with Propane Sultone in the Presence of Phase Transfer Catalyst. — Polymer Bulletin, 1982, vol 6, р. 565 . (1) 4 В 01 D 15/08 В 01 .) 20 26 (54) (57) СПОСОБ ХРОМАТОГРАФИЧЕСКОГО

РАЗДЕЛЕНИЯ ИОНОВ, включающий пропус-, кание их смеси в растворе элюента через сорбент, содержащий сульфопропиловые или четвертичные аммониевые группы с последующим детектированием ионов, отличающийся тем, что, с целью повышения степени разделения и стабильности процесса и сни-. жения его продолжительности, в качестве сорбента используют микропористый сополимер 2,3-эпоксипропилметакрилата и этилендиметакрилата, химически.модифицированный 1,3-пропансультоном или диметиламином и иодистым метилом.

1?3723!

Т0

50 колонны

Изобретение относится к способам хроматографического разделения ионов методом жидкостной ионной хроматографии и может быть использовано для анализа ионов в объектах пищевой промьппленности, сельского хозяйства и окружающей среды.

Цель изобретения — повьппение степени разделения и стабильности процесса и снижение продолжительности разделения ионов.

Разделение ионов осуществляют путем ионного обмена на колоннах, заполненных макропористым сополимером ,3-эпоксипропилметакрилата и этилендиметакрилата, химически модифицированных 1,3-пропансультоном или диметиламином и метилиодидом, причем смесь анализируемых соЕдиттений пропускают в потоке элюента с после— дующим детектированием ионов.

Метод синтеза сорбента, используемого в предлагаемом способе, включает суспензионную радикальную сополимеризацию 2,3-эпоксипропилметакри— лата (2,3-ЭП2Ц) и этилендиметакрилата (ЭДМА) в присутствии смеси циклогексанола и додеканола (соотношение 91 9 ) с последующим введением функциональнь1х групп в основном на поверхность сорбента. Исходный сополимер 2,3-ЭГПЫ (60 вес.%) и ЭДМА (40 вес.%) имеет удельную поверхность 66 м /г, общий объем 1,16 см /r

2 и диаметр пор около 100 нм. Большой объем и диаметр пор сополимера и низкая емкость привитых функциональных групп (около 0,1 мг-экв/г) обеспечивает высокую скорость анализа, а химическая прививка функцио1таттьньтх групп к поверхности сополимера обеспечивает стабильность процесса раз— деления ионов (срок эксплуатации колонны без заметного ухудшения разрешающей способности 6 мес). Возмож- . ность синтеза мелкой фракции,цанных полимеров (10-20 мкм) повьппает эффективность колонны.

Для анализа катионов и анионов по предлагаемому способу используют макропорнстый сополимер 2,3 — ЭПИА-ЭДМА соответственно с сульфопропиловой или триметиламмониевой груттпами. Колонны с сорбентами промь!вают 8 ч дистиллированной водой до электропроводности

10-20 мкСм. Затем катионит переводят в Н-форму с помощью 0,1 H HNO (по

100 мл), а анионит — в ОН-форму с помощью 0,5 н, КОН (100 мл) и промывают дистиллированной водой до электропроводности 10 Mr

Пример 1. Процесс разделения катионов проводят с использованием макропористого сополимера 2,3-ЭГИА-ЭДМА с сульфопропиловыми гттуппами (концентрация групп 0,128 мг-экв/г) общей формулы сн

C z

Chz CH C 0 CHz 0!! "CHz 0 — 01!т0!1тСН 50)II

tl I

0 ОН

В хроматографическую колонну длиной 20 см и диаметром 0,6 см загружают 2 r катионита (размер фракции 720 мкм ). Через колонну пропускают в качестве элюента 0,003 í. IhINO> со

Э скоростью 2 см /мин. В элюент вводят дозу 40 мкл, содержащую катионы Na

30 + и К с концентрацией 25 и 50 мг/л соответственно. Разделение катионов осуществляют на хроматографе Цвет3006".

Осуществляется полное разделение

З катионов, время р- 12 мин.

Пример 2. Процесс разделе— ния катионов проводят аналогично примеру I, но через колонну пропускают элюент со скоростью 3 см /мин. Хро3 матаграфическая колонна работает по разделению катионов в течение 48 ч.

Хромато грамма, полученная после 48часовой работы катионита, практически не отличается от хроматограммы на I исходном катионите.

В табл. приведены относительные средние квадратичные отклонения (СКО! для времен удерживания, высот и площадей пиков через 48 ч работы

Как видно из табл. I, стабттльность процесса разделения высокая.

В табл.2 на примере разделения

Ф + катионов Na и К приведено сравнение по степени разделения, выраженной через разрешающую способность, и стабильности известного способа с ис— пользованием катионообменника ф.Моt2 ti

pa+

M=554 (— --) У р Э

Таблица l

По высо- По плоКатио—

По временам щадям пиков удерживания пиков

Na 0,2

К 0,1

1,05

0,5

3,0

4,3

Т а б л и ц а 2

Способ раз деления

Время разделения, мин через

6 мес. работы в начале работы колонны через

4 мес. работы

Известный

0,85

0,9

ПредлагаеMbIH

1,2

1,2

3 1?372 пех и предлагаемого способа на основе J — 60 — SP. Разрешающая способность рассчитана по формуле где t < и t, — времена удержания; и р, — ширина пиков К и Na ф соответственно (ширина пиков на. середине вы — 10 соты) .

Пример 3. Процесс разделения анионов проводят с использованием макропористого сополимера 2,3-ЭПМАЭДМЛ с триметиламмониевыми группами (концентрация групп 0,15 мг-экв/г) общей формулы сн

t сн Сн С 0 C

И

0 ОН

В хроматографическую колонну длиной 10 см и диаметром 0,4 см загружают г анионита (размер фракции

17-20 мкм). Через колонну пропуска2S ют в качестве элюента смесь 0,0024 М .Na CO> и 0,003 И NaHCO со скоростью

2 см /мин. В элюент вводят дозу

30 мкл, содержащую анионы F, C1

SO, Br с концентрацией !О; 10; 50;

15 мг/л соответственно.

Осуществляется полное разделение анионов, время разделения 20 мин.

Пример 4. Процесс разделения анионов проводят аналогично при- 35 меру 3, но через колонну, заполненную анионитом (концентрация аминогрупп 0,071 мг-экв/г, размер фракции

l9-35 мкм), пропускают в качестве элюента 0,001 И NaHCO, в который вводят дозу 30 мкл, содержащую смесь анионов Р, С1, РО, NO>, SO, NO>

31 4 с концентрацией .10 10 50," 15 50;

25 мг/л соответственно.

Осуществляется полное разделение анионов, время разделения 15 мин.

В табл.3 на примере разделения анионов Г и Cl приведено сравнение со степени разделения, выраженной через разрешающую способность и стабильности известного способа с использованием анионообмеиника ф. DioI пех и предлагаемого способа на основе

J — 60-ТИАС. Разрешающая способность рассчитана по формуле (1) .

В табл.4-приведено сравнение эффективности колонн, количества разделяемых пиков и времени разделения. известного способа с использованием анионообменника ф. Diane и предлагаемого способа с использованием

J-60-ТИЛ. Эффективность и (число теоретических тарелок) рассчитана по формуле

3 где t, — время удерживания иона РО, — ширина пика на середине вь1соты.

123.7231

Таблица 4

Таблица 3

КоличестСпособ

Способ

Эффективность, N разделе5 ния разделения

1О Известный

350

Известный

0,8

0,9

Предлагаемый 400

1,0

Предлагаемый 1,25

1,0

1,15

Составитель С.Староверов

Техред В.Кадар Корректор М.Шароши

Редактор Л.Пчелинская

Заказ 3220/7 Тираж 663

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1!3035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. д.4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие,, г.ужгород, ул.Проектная,4 в начале работы колонны через

4 мес. рабо ты через

6 мес. ра— боты во разделяемых пиков

Время анализа, мин