论文部分内容阅读
溶胶-凝胶法是制备多孔硅球的经典方法,其制备的硅球机械强度好,金属含量低,制备工艺简单,为常温反应,有利于制备稳定的键合相。本文采用酸-碱催化的 sol-gel 法制备硅球,系统考察了影响硅球大小和形态的因素,并对多孔硅球进行表征、功能化修饰和装柱测试。另外,本文系统地对聚乙烯亚胺接枝硅胶(PEI-SiO2)的制备条件进行优化,并将其首次用于色谱固定相。 首先,以正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为致孔剂,采用酸-碱催化的sol-gel法制备多孔硅球。通过对一系列反应条件进行考察,并采用显微镜、酸-碱滴定、红外光谱、透射电镜和比表面积和孔径分析仪表征了硅球的形态和结构,确定了最优制备条件。结果表明:所制得的硅球重现性好,球形度较好,比表面积464.11 m2/g;孔体积1.14 m3/g;平均孔径为7.97 nm,且孔径分布范围窄,为6.2 nm到11.6 nm;粒径分布为3-10 μm。 其次,将制备的多孔硅球进行酸化和表面功能化修饰,得到正相色谱填料(硅胶)、反相色谱填料(C18)、混合模式的色谱填料和弱阴离子交换色谱填料(-(CH2)3NH2和-(CH2)3NH(CH2)2NH2)。对各种填料进行了红外表征、键合量和吸附量等的考察,并选择三种色谱填料装填成色谱柱,考察了他们的色谱性能。结果表明,自制的混合模式的色谱填料含碳量为20.54%,柱效可以达到86984/m (以甲苯计),另外两种色谱填料对测试物也有较好的分离效果。 最后,采用一种新的路径,以γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(γ-GPTMS)为偶联剂,制备了接枝微粒PEI-SiO2,系统地考察了反应温度、反应时间、溶媒、原料比对结果的影响。通过PEI接枝度和对甲苯磺酸吸附量两种方法对不同条件下制备的 PEI-SiO2进行评价,得到了最佳制备条件。装柱测试的结果表明,自制的 PEI-SiO2固定相对苯甲酸和对羟基苯甲酸的分离良好,且同时具有阴离子交换和反相保留的双重作用机理。