论文部分内容阅读
气相色谱分析中,待测样品是否能够进行高效分离的关键是固定相的选择性和制备色谱柱的方法,瓜环拥有独特的疏水性内部空腔和两端端口环绕的多个羰基氧原子,使其具有独特的分子识别能力和良好的热稳定性,作为气相色谱固定相具有良好的应用潜力。故本文以合成的单羟基七元瓜环为固定相,通过溶胶-凝胶法制备聚二甲基硅氧烷/单羟基七元瓜环（PDMS/（HO）1Q[7]）色谱柱,通过扫描电镜和热重分析对固定相涂层进行表征,考察了色谱柱的Golay曲线、柱效、极性、进样量对色谱柱的影响、热稳定性以及重复性,同时考察了PDMS/（HO）1Q[7]色谱柱对不同组分的分离能力,讨论色谱柱的分离机理。主要内容如下:1、采用过硫酸铵氧化法合成单羟基七元瓜环（（HO）1Q[7]）,通过柱层析法分离（HO）1Q[7]和Q[7]混合物,以乙酸?水?甲酸（V/V/V=10:10:2）的洗脱液进行淋洗,得到纯化后的白色固体（HO）1Q[7],通过红外、核磁对其表征,其产率为13.6%。2、利用溶胶—凝胶法制备（PDMS/（HO）1Q[7]）色谱柱,固定相涂层的形貌均匀、致密无裂痕,固定相涂层厚度为1um左右;热重分析表明涂层的热稳定性良好,PDMS/（HO）1Q[7]涂层最高使用温度可达320℃,可以尝试作为气相色谱固定相分离分析样品。3、考察PDMS/（HO）1Q[7]色谱柱的基本性能,Golay曲线表明萘的最佳流速约为16.3cm/s,正十二烷的最佳流速约为18.5cm/s;柱效最高可达每米理论塔板数1700多;固定相总极性715,平均极性143,属于中等极性固定相;PDMS/（HO）1Q[7]柱相对于商品柱SE-54对于物质的富集保留作用更强,相同的进样量时色谱峰面积更大;PDMS/（HO）1Q[7]柱使用温度可高达300℃,具有良好的热稳定性,满足色谱分析要求;色谱柱的重复性良好,日内重复性RSD小于0.2%,日间重复性RSD小于0.4%,不同色谱柱之间的重复性RSD小于0.6%。4、考察PDMS/（HO）1Q[7]色谱柱的分离性能:该柱对混合正构烷烃、酯、醇、醛和酮五类极性不同化合物的表现出良好的分离能力;对10高沸点化合物、5种低沸点化合物、7种沸点相近混合物、5类异构体化合物、Grobs试剂和22种混合物均可实现较好的分离效果,特别对于7种沸点相近化合物、10种高沸点合物、异构体、Grob试剂的分离选择性优于商品柱SE-54和OV-1701,推测是因为单羟基七元瓜环特殊的空腔结构和分子识别能力以及其含氧官能团,使之在分离化合物时与某些组分之间有包结作用力、氢键作用力等;PDMS/（HO）1Q[7]柱对多环芳烃（PAHS）、苯的卤代物、塑化剂、石油污染物BTEX等环境污染物均具有较好的分离选择性,可以考虑将其应用到实际生活中的水体、环境污染物、石油污染物等实际样品检测中。5、对PDMS/（HO）1Q[7]固定相分离过程中对溶质分子的分子识别特性和保留机理进行了探究,以PAHS和醇类为探针分子,PDMS/（HO）1Q[7]色谱柱分离探针分子的ΔS/ΔH比值明显逐渐减小,表明PDMS/（HO）1Q[7]对于PAHS和醇类物质的保留是由焓变和熵变共同控制,商品柱OV-1701及SE-54亦同。PDMS/（HO）1Q[7]在分离过程中的溶质分子与固定相之间的作用力类型,主要包括氢键相互作用力、偶极-偶极作用、色散力作用、π-π作用、n-π作用力及单羟基七元瓜环的空腔疏水作用力等。