一种碳微球弱阳离子交换色谱柱填料的制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种碳微球弱阳离子交换色谱柱填料的制备方法，包括以下步骤：（1）称取碳源材料9?12g，称取共聚单体1?3g，将称量好的碳源材料和共聚单体混合，向混合物中加入去离子水定容至100mL并混合均匀；（2）将步骤（1）所得的混合液转移到聚四氟乙烯衬里的不锈钢高压反应釜中，将反应釜放入180℃烘箱中反应20 h；（3）离心收集步骤（2）反应所产生的粉末，然后先用去离子水洗涤2次，接着用无水乙醇洗涤2次，再用去离子水洗涤2次；（4）将洗涤后的产物转移至马弗炉内，800℃的温度条件下活化60分钟。本发明的制备方法简单易行，所制得的碳微球弱阳离子交换色谱柱填料的化学稳定性好，机械性能高。
【专利说明】
一种碳微球弱阳离子交换色谱柱填料的制备方法
技术领域
[0001]本发明属于色谱柱分离材料技术领域，尤其涉及一种碳微球弱阳离子交换色谱柱填料的制备方法。
【背景技术】
[0002]离子色谱是高效液相色谱的一种，是分析离子的一种液相色谱方法。狭义而言，离子色谱法是以低交换容量的离子交换树脂为固定相对离子性物质进行分离，用电导检测器连续检测流出物电导变化的一种色谱方法。离子色谱是目前色谱领域发展最快的一个分枝，在环境保护、电力、半导体等许多领域广泛应用。
[0003]离子色谱柱作为离子色谱的心脏，有多种不同的制备方法。最初，离子色谱柱使用的阳离子交换剂是磺化的PS-DVB树脂，这种强酸性阳离子交换树脂的主要局限是对H+的选择性不高，用弱酸型功能基替换磺酸基的交换树脂对H+有高的选择性，用单一的酸就可以同时分离一价和二价阳离子。但是硅胶基质的化学稳定性差，仅能在PH=2_8的环境下工作。现在广泛应用的阳离子交换分离柱的树脂基质为苯乙烯-二乙烯基苯(PS-DVB)和乙基乙烯基苯-二乙烯基苯(EVB-DVB)的大孔聚合物，但高分子微球在有机溶剂中会发生一些溶胀，难以应用于含有机溶剂的流动相进行梯度淋洗的场合；另外高分子微球的机械性能差一些，难以实现高压条件下的分离操作。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是弥补上述现有技术的不足，提供一种碳微球弱阳离子交换色谱柱填料的制造方法，该碳微球弱阳离子交换色谱柱填料具有极好的化学稳定性，可耐受宽达PH=1-14的环境;机械性能高，可耐受达70MPa的压强，在溶剂极端条件下可达到更高的柱效。
[0005]为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案，一种碳微球弱阳离子交换色谱柱填料的制备方法，包括以下步骤:
(1)称取碳源材料9-12g，称取共聚单体l-3g，将称量好的碳源材料和共聚单体混合，向碳源材料和共聚单体的混合物中加入去离子水定容至10mL并混合均勾；
(2)将步骤(I)所得的混合液转移到聚四氟乙烯衬里的不锈钢高压反应釜中，将反应釜放入180 °C烘箱中反应20 h;
(3)离心收集步骤(2)反应所产生的粉末，然后先用去离子水洗涤2次，接着用无水乙醇洗涤2次，再用去离子水洗涤2次；
(4)将洗涤后的产物转移至马弗炉内，800°C的温度条件下活化60分钟。
[0006]进一步地，所述碳源材料可以为可溶性淀粉，或葡萄糖、蔗糖等低聚糖。
[0007]进一步地，所述共聚单体可以为丙酮酸、酮咯酸等。
[0008]优选地，步骤(I)中，称取的碳源材料质量为10g，称取的共聚单体质量为2g。
[0009]优选地，步骤(4)中，将洗涤后的产物转移至马弗炉内，然后在800°C的温度条件下氮气氛围内活化60分钟。
[0010]一种上述方法所制得的碳微球弱阳离子交换色谱柱填料。
[0011]—种上述方法所制得的碳微球弱阳离子交换色谱柱填料，所述碳微球弱阳离子交换色谱柱填料的微球直径为2-15um，孔径为10-50nm，比表面积为100-1000mVg。
[0012]与现有技术相比，本发明的有益效果是:本发明的制备方法简单易行，制备所得的碳微球弱阳离子交换色谱柱填料富含弱阳离子基团:羧酸基。所制得的碳微球弱阳离子交换色谱柱填料的化学稳定性好，可耐受宽达PH=1-14的环境，机械性能高，可耐受达70MPa的压强；弥补了现有硅胶基球和苯系聚合物基球的不足，在阳离子分离方面是一项崭新的应用。
【具体实施方式】
[0013]以下的实施例便于更好地理解本发明，但并不限定本发明。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。
[0014]实施例1
一种碳微球弱阳离子交换色谱柱填料的制备方法，包括如下步骤:
(1)称取可溶性淀粉10g，称取丙酮酸1.5g，将称量好的可溶性淀粉和丙酮酸混合，向可溶性淀粉和丙酮酸的混合物中加入去离子水定容至10mL并混合均匀；
(2)将步骤(I)所得的混合液置于50毫升聚四氟乙烯衬里不锈钢高压反应釜内，将反应釜放入180°C烘箱中，水热处理20 h;
(3)离心收集步骤(2)反应所产生的粉末，然后先用去离子水洗涤2次，接着用无水乙醇洗涤2次，再用去离子水洗涤2次；
(4 )将洗涤后的产物转移至马弗炉内，800 °C蒸汽活化60分钟。
[0015]—种上述方法所制得的碳微球弱阳离子交换色谱柱填料，所述碳微球弱阳离子交换色谱柱填料的微球直径为2-15um，孔径为10-50nm，比表面积为100-1000mVg。
[0016]实施例2
一种碳微球弱阳离子交换色谱柱填料的制备方法，包括如下步骤:
(1)称取可溶性淀粉10g，称取丙酮酸3g，将称量好的可溶性淀粉和丙酮酸混合，向可溶性淀粉和丙酮酸的混合物中加入去离子水定容至10mL并混合均匀；
(2)将步骤(I)所得的混合液转移到聚四氟乙烯衬里的不锈钢高压反应釜中，将反应釜放入180 °C烘箱中反应20 h;
(3)离心收集步骤(2)反应所产生的粉末，然后先用去离子水洗涤2次，接着用无水乙醇洗涤2次，再用去离子水洗涤2次；
(4)将洗涤后的产物转移至马弗炉内，然后在800°C的温度条件下氮气氛围内活化60分钟。
[0017]实施例3
一种碳微球弱阳离子交换色谱柱填料的制备方法，包括如下步骤:
(1)称取可溶性淀粉9g，称取丙酮酸lg，将称量好的可溶性淀粉和丙酮酸混合，向可溶性淀粉和丙酮酸的混合物中加入去离子水定容至10mL并混合均匀；
(2)将步骤(I)所得的混合液转移到聚四氟乙烯衬里的不锈钢高压反应釜中，将反应釜放入180 °C烘箱中反应20 h;
(3)离心收集步骤(2)反应所产生的粉末，然后先用去离子水洗涤2次，接着用无水乙醇洗涤2次，再用去离子水洗涤2次；
(4)将洗涤后的产物转移至马弗炉内，然后在800°C的温度条件下氮气氛围内活化60分钟。
[0018]—种上述方法所制得的碳微球弱阳离子交换色谱柱填料，所述碳微球弱阳离子交换色谱柱填料的微球直径为2-15um，孔径为10-50nm，比表面积为100-1000mVg。
[0019]实施例4
一种碳微球弱阳离子交换色谱柱填料的制备方法，包括如下步骤:
(1)称取可溶性淀粉12g，称取丙酮酸3g，将称量好的可溶性淀粉和丙酮酸混合，向可溶性淀粉和丙酮酸的混合物中加入去离子水定容至10mL并混合均匀；
(2)将步骤(I)所得的混合液置于50毫升聚四氟乙烯衬里不锈钢高压反应釜内，将反应釜放入180°C烘箱中，水热处理20 h;
(3)离心收集步骤(2)反应所产生的粉末，然后先用去离子水洗涤2次，接着用无水乙醇洗涤2次，再用去离子水洗涤2次；
(4)将洗涤后的产物转移至马弗炉内，然后在800°C的温度条件下氮气氛围内活化60分钟。
[0020]—种上述方法所制得的碳微球弱阳离子交换色谱柱填料，所述碳微球弱阳离子交换色谱柱填料的微球直径为2-15um，孔径为10-50nm，比表面积为100-1000mVg。
[0021]实施例5
一种碳微球弱阳离子交换色谱柱填料的制备方法，包括如下步骤:
(1)称取葡萄糖10g，称取丙酮酸1.5g，将称量好的葡萄糖和丙酮酸混合，向葡萄糖和丙酮酸的混合物中加入去离子水定容至10mL并混合均匀；
(2)将步骤(I)所得的混合液置于50毫升聚四氟乙烯衬里不锈钢高压反应釜内，将反应釜放入180°C烘箱中，水热处理20 h;
(3)离心收集步骤(2)反应所产生的粉末，然后先用去离子水洗涤2次，接着用无水乙醇洗涤2次，再用去离子水洗涤2次；
(4)将洗涤后的产物转移至马弗炉内，然后在800°C的温度条件下氮气氛围内活化60分钟。
[0022]—种上述方法所制得的碳微球弱阳离子交换色谱柱填料，所述碳微球弱阳离子交换色谱柱填料的微球直径为2-15um，孔径为10-50nm，比表面积为100-1000mVg。
[0023]实施例6
一种碳微球弱阳离子交换色谱柱填料的制备方法，包括如下步骤:
(1)称取葡萄糖12g，称取丙酮酸3g，将称量好的葡萄糖和丙酮酸混合，向葡萄糖和丙酮酸的混合物中加入去离子水定容至I OOmL并混合均匀；
(2)将步骤(I)所得的混合液置于50毫升聚四氟乙烯衬里不锈钢高压反应釜内，将反应釜放入180°C烘箱中，水热处理20 h;
(3)离心收集步骤(2)反应所产生的粉末，然后先用去离子水洗涤2次，接着用无水乙醇洗涤2次，再用去离子水洗涤2次； (4 )将洗涤后的产物转移至马弗炉内，800 °C蒸汽活化60分钟。
[0024]—种上述方法所制得的碳微球弱阳离子交换色谱柱填料，所述碳微球弱阳离子交换色谱柱填料的微球直径为2-15um，孔径为10-50nm，比表面积为100-1000mVg。
[0025]实施例7
一种碳微球弱阳离子交换色谱柱填料的制备方法，包括如下步骤:
(1)称取葡萄糖9g，称取丙酮酸lg，将称量好的葡萄糖和丙酮酸混合，向葡萄糖和丙酮酸的混合物中加入去离子水定容至I OOmL并混合均匀；
(2)将步骤(I)所得的混合液转移到聚四氟乙烯衬里的不锈钢高压反应釜中，将反应釜放入180 °C烘箱中反应20 h;
(3)离心收集步骤(2)反应所产生的粉末，然后先用去离子水洗涤2次，接着用无水乙醇洗涤2次，再用去离子水洗涤2次；
(4)将洗涤后的产物转移至马弗炉内，然后在800°C的温度条件下氮气氛围内活化60分钟。
[0026]—种上述方法所制得的碳微球弱阳离子交换色谱柱填料，所述碳微球弱阳离子交换色谱柱填料的微球直径为2-15um，孔径为10-50nm，比表面积为100-1000mVg。
[0027]实施例8
一种碳微球弱阳离子交换色谱柱填料的制备方法，包括如下步骤:
(1)称取可溶性淀粉10g，称取酮咯酸2g，将称量好的可溶性淀粉和酮咯酸混合，向可溶性淀粉和酮咯酸的混合物中加入去离子水定容至10mL并混合均匀；
(2)将步骤(I)所得的混合液置于50毫升聚四氟乙烯衬里不锈钢高压反应釜内，将反应釜放入180°C烘箱中，水热处理20 h;
(3)离心收集步骤(2)反应所产生的粉末，然后先用去离子水洗涤2次，接着用无水乙醇洗涤2次，再用去离子水洗涤2次；
(4)将洗涤后的产物转移至马弗炉内，然后在800°C的温度条件下氮气氛围内活化60分钟。
[0028]—种上述方法所制得的碳微球弱阳离子交换色谱柱填料，所述碳微球弱阳离子交换色谱柱填料的微球直径为2-15um，孔径为10-50nm，比表面积为100-1000mVg。
[0029]实施例9
一种碳微球弱阳离子交换色谱柱填料的制备方法，包括如下步骤:
(1)称取蔗糖1g，称取酮咯酸1.5g，将称量好的蔗糖和酮咯酸混合，向蔗糖和酮咯酸的混合物中加入去离子水定容至10mL并混合均匀；
(2)将步骤(I)所得的混合液置于50毫升聚四氟乙烯衬里不锈钢高压反应釜内，将反应釜放入180°C烘箱中，水热处理20 h;
(3)离心收集步骤(2)反应所产生的粉末，然后先用去离子水洗涤2次，接着用无水乙醇洗涤2次，再用去离子水洗涤2次；
(4)将洗涤后的产物转移至马弗炉内，然后在800°C的温度条件下氮气氛围内活化60分钟。
[0030]—种上述方法所制得的碳微球弱阳离子交换色谱柱填料，所述碳微球弱阳离子交换色谱柱填料的微球直径为2-15um，孔径为10-50nm，比表面积为100-1000mVg。
[0031]实施例10
一种碳微球弱阳离子交换色谱柱填料的制备方法，包括如下步骤:
(1)称取蔗糖1g，称取丙酮酸1.5g，将称量好的蔗糖和丙酮酸混合，向蔗糖和丙酮酸的混合物中加入去离子水定容至10mL并混合均匀；
(2)将步骤(I)所得的混合液转移到聚四氟乙烯衬里的不锈钢高压反应釜中，将反应釜放入180 °C烘箱中反应20 h;
(3)离心收集步骤(2)反应所产生的粉末，然后先用去离子水洗涤2次，接着用无水乙醇洗涤2次，再用去离子水洗涤2次；
(4)将洗涤后的产物转移至马弗炉内，然后在800°C的温度条件下氮气氛围内活化60分钟。
[0032]—种上述方法所制得的碳微球弱阳离子交换色谱柱填料，所述碳微球弱阳离子交换色谱柱填料的微球直径为2-15um，孔径为10-50nm，比表面积为100-1000mVg。
[0033]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种碳微球弱阳离子交换色谱柱填料的制备方法，其特征在于包括以下步骤: (1)称取碳源材料9-12g，称取共聚单体l-3g，将称量好的碳源材料和共聚单体混合，向碳源材料和共聚单体的混合物中加入去离子水定容至10mL并混合均勾； (2)将步骤(I)所得的混合液转移到聚四氟乙烯衬里的不锈钢高压反应釜中，将反应釜放入180 °C烘箱中反应20 h; (3)离心收集步骤(2)反应所产生的粉末，然后先用去离子水洗涤2次，接着用无水乙醇洗涤2次，再用去离子水洗涤2次； (4)将洗涤后的产物转移至马弗炉内，800°C的温度条件下活化60分钟。2.根据权利要求1所述的碳微球弱阳离子交换色谱柱填料的制备方法，其特征在于:所述碳源材料为可溶性淀粉或葡萄糖或蔗糖。3.根据权利要求1所述的碳微球弱阳离子交换色谱柱填料的制备方法，其特征在于:所述共聚单体为丙酮酸或酮咯酸。4.根据权利要求1所述的碳微球弱阳离子交换色谱柱填料的制备方法，其特征在于:步骤(I)中，称取的碳源材料质量为10g，称取的共聚单体质量为2g。5.根据权利要求1所述的碳微球弱阳离子交换色谱柱填料的制备方法，其特征在于:步骤(4)中，将洗涤后的产物转移至马弗炉内，然后在800°C的温度条件下氮气氛围内活化60分钟。6.—种权利要求1-5中任一项所述的碳微球弱阳离子交换色谱柱填料的制备方法所制得的碳微球弱阳离子交换色谱柱填料。7.根据权利要求6所述的碳微球弱阳离子交换色谱柱填料的制备方法所制得的碳微球弱阳离子交换色谱柱填料，所述碳微球弱阳离子交换色谱柱填料的微球直径为2-15um，孔径为10-50nm，比表面积为100-1000m2/go
【文档编号】B01J39/26GK105879931SQ201610303435
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年5月10日
【发明人】法芸, 陈骁, 赵品辉, 赵海杰
【申请人】中国科学院青岛生物能源与过程研究所