专利名称：一种分离苯及其同系物的方法
技术领域：
本发明属于一种分离苯及其同系物的方法，具体地说涉及一种将强疏水微孔—介孔材料用作气固色谱固定相用于苯及其同系物的分离方法。
背景技术：
气固色谱使用吸附剂作为固定相，对组分的分离基础是吸附剂对各种组分物质有不同的吸附能力。虽然吸附剂种类很多，但用于气固色谱的固定相的吸附剂限于石墨化碳黑、硅胶、分子筛和氧化铝少数几种。其中多孔硅胶固定相在色谱固定相的应用中占80％左右。这是因为(1)多孔的硅胶有良好的机械强度；(2)孔结构和比表面积容易控制；(3)比较好的化学稳定性和热稳定性；(4)表面化学反应专一；(5)表面有丰富的硅羟基可以进行化学键合。通常用作色谱填料的多孔硅胶，其比表面积一般小于500m2/g；而有序介孔硅胶材料的比表面可达1600m2/g，孔径分布窄、孔形状和尺寸均一而便于传质，可望成为具备良好分离能力的新一代色谱填料。例如，Grün等(J.Chromatogr.A，1996，7401～9)考察了MCM-41介孔材料的正相色谱固定相行为，其在分离胺类碱性化合物和酚类酸性化合物显示了良好的分离能力。Boissière等(Adv.Funct.Mater.，2001，2129～135)对比了MSU与市售硅胶填料在分离苯、萘、联苯及菲混合物时的色谱行为，发现在相同的流动相条件下，分析物在前者填料上保留时间是后者的3倍，且得到较好的分离。当MCM-41介孔材料表面嫁接手性选择体后，其对手性对映体的分离效果比传统的硅胶更佳(Chem.Commun.，1999，181841～1842)。最近，高峰等(Chem.J.Chinese Universities，2002，23(8)1494～1497)用介孔SBA-15作为色谱固定相实现了巯基化合物的分离。Raimondo等(Chem.Commun.，1997，151343～1344)将官能团化的MCM-41作为毛细管的气固色谱固定相来分离甲苯、乙苯、丙苯、丁基苯等碳氢混合物，结果表明，和常规的气相色谱分离相比，气化温度更低、柱长更短及较短的保留时间。
由此可见，介孔材料由于其高的比表面、有序的介观结构以及窄的孔径分布，与一般的色谱填料相比，其内部几乎完全相同的孔道结构，使得色谱峰的展宽和拖尾现象得到改善，在色谱分离方面已展示了极大的优势，但相对于介孔材料作为液相色谱填料的研究而言，其在气相色谱方面的研究很少。尤其是对于该高热稳定性、高疏水性的微孔—介孔材料用于分离苯及其同系物，目前尚未见有关文献的报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种将强疏水微孔—介孔材料用作气固色谱固定相用于分离苯及其同系物的方法。
本发明分离方法包括如下步骤将强疏水微孔—介孔材料在5～9Mpa的压力下压片5～10分钟，筛选80～100目的颗粒，用丙酮浸泡0.5～1h，烘干，然后装入气相色谱填充柱中，在220～250℃下老化12～24h；气相色谱的操作条件是载气为氢气，气速为20～40ml/min，柱温为140～200℃，汽化室温度为150～200℃，检测器温度为160～220℃，桥电流为80～120mA，进样量为0.5～4ul。
如上所述的强疏水微孔—介孔材料是由如下方法合成将适量的含氢聚甲基硅氧烷(PMHS)在搅拌的情况下滴加到定量的无水乙醇中，加入少量的氢氧化钠作为催化剂，搅拌48h后，滴加适量的正硅酸乙酯(TEOS)，凝胶后老化4～5d，80℃烘干。具体的制备方法见Chemistry Letters，2005，8(34)，1138-1139.
如上所述的气相色谱填充柱可以是长1～2m，内径3～4mm。
本发明与现有技术相比具有如下优点(1)固定相的化学稳定性和热稳定性好，制作成本低。
(2)和常规的分离苯及其同系物的气相色谱固定相相比，柱长短、柱效高。
图1是实施例1将强疏水微孔—介孔材料作为气相色谱固定相，分离苯及其同系物的气相色谱谱图。
图2是实施例2将强疏水微孔—介孔材料作为气相色谱固定相，分离苯及其同系物的气相色谱谱图。
图3是实施例3将强疏水微孔—介孔材料作为气相色谱固定相，分离苯及其同系物的气相色谱谱图。
图4是实施例4将强疏水微孔—介孔材料作为气相色谱固定相，分离苯及其同系物的气相色谱谱图。
图5是实施例5将强疏水微孔—介孔材料作为气相色谱固定相，分离苯及其同系物的气相色谱谱图。
图6是实施例6将强疏水微孔—介孔材料作为气相色谱固定相，分离苯及其同系物的气相色谱谱图。
图7是实施例7将强疏水微孔—介孔材料作为气相色谱固定相，分离苯及其同系物的气相色谱谱图。
如图所示1-苯；2-甲苯；3-二甲苯；4-三甲苯；5-乙基苯；6-正丙基苯；7-正丁基苯。
具体实施例方式
实施例1将4.50g含氢聚甲基硅氧烷(PMHS)在搅拌的情况下滴加到60mL无水乙醇中，加入少量的氢氧化钠作为催化剂，搅拌48h后，滴加5.0g正硅酸乙酯(TEOS)，凝胶后老化4～5d，80℃烘干既得强疏水性微孔—介孔材料。
将0.87g上述合成的强疏水微孔—介孔材料压片(6Mpa的压力5分钟)，筛选80～100目的颗粒，用丙酮浸泡0.5h，在红外灯下烘干，然后装入1m长，内径3mm的填充柱中，200℃下老化24h，连接好气路，即可进行苯及其同系物(苯-甲苯-二甲苯-三甲苯)的分离，气相色谱的操作条件载气氢气；气速20.5ml/min；柱温160℃，汽化室温度200℃，检测器温度180℃，桥电流100mA，进样量1μl。其分离结果见图1，由图1可见该材料可以很好的分离选定的苯及其同系物，其分离度都在2以上。
实施例2将0.90g实施例1合成的强疏水微孔—介孔材料压片(5Mpa的压力6分钟)，筛选80～100目的颗粒，用丙酮浸泡0.5h，在红外灯下烘干，然后装入1m长，内径3mm的填充柱中，在210℃下老化24h，连接好气路，即可进行苯及其同系物(苯-甲苯-二甲苯-三甲苯)的分离，气相色谱的操作条件载气氢气；气速24.5ml/min；柱温165℃，汽化室温度180℃，检测器温度185℃，桥电流120mA，进样量1ul。其分离结果见图2，由图2可知，该质量比的微孔—介孔材料也可实现苯及其同系物的完全分离。
实施例3将0.92g实施例1合成的强疏水微孔—介孔材料压片(6Mpa的压力5分钟)，筛选80～100目的颗粒，用丙酮浸泡1h，在红外灯下烘干，然后装入1m长，内径3mm的填充柱中，在200℃下老化15h，连接好气路，即可进行苯及其同系物(苯-甲苯-二甲苯-三甲苯)的分离，气相色谱的操作条件载气氢气；气速24.5ml/min；柱温起始温度160℃，升温速率5℃/min，终止温度180℃，汽化室温度170℃，检测器温度190℃，桥电流120mA，进样量1μl。其分离结果见图3，由图3可以看出，该质量比的材料也能很好的分离选定的苯及其同系物体系，其分离度都在2以上。
实施例4将1.3g实施例1合成的强疏水微孔—介孔材料压片(9Mpa的压力3分钟)，筛选80～100目的颗粒，用丙酮浸泡0.5h，在红外灯下烘干，然后装入1.5m长，内径3mm的填充柱中，在200℃下老化24h，连接好气路，即可进行苯及其同系物(苯-甲苯-二甲苯-三甲苯)的分离，气相色谱的操作条件载气氢气；气速20.5ml/min；柱温200℃，汽化室温度200℃，检测器温度210℃，桥电流80mA，进样量1ul。其分离结果见图4，由图4可以看出，该质量比的材料也能很好的分离选定的苯及其同系物，柱温提高后，其保留时间大大缩短。
实施例5将0.91g实施例1合成的强疏水微孔—介孔材料压片(6Mpa的压力4分钟)，筛选80～100目的颗粒，用丙酮浸泡0.5h，在红外灯下烘干，然后装入1.0m长，内径3mm的填充柱中，在180℃下老化24h，连接好气路，即可进行苯及其同系物(苯-甲苯-二甲苯-三甲苯)的分离，气相色谱的操作条件载气氢气；气速28.4ml/min；柱温135℃，汽化室温度200℃，检测器温度180℃，桥电流120mA，进样量2ul。其分离结果见图5，由图5可以看出该质量比的材料也能较好的分离选定的苯及其同系物。
实施例6将1.0g实施例1合成的强疏水微孔—介孔材料压片(6Mpa的压力4分钟)，筛选80～100目的颗粒，用丙酮浸泡0.5h，在红外灯下烘干，然后装入1.0m长，内径3mm的填充柱中，在200℃下老化24h，连接好气路，即可进行苯及其同系物(苯-甲苯-乙基苯-正丙基苯-正丁基苯)的分离，气相色谱的操作条件载气氢气；气速20.5ml/min；柱温180℃，汽化室温度200℃，检测器温度200℃，桥电流120mA，进样量1μl。其分离结果见图6，由图6可见该质量比的材料也能较好的分离选定的苯及其同系物。
实施例7将1.0g实施例1合成的强疏水微孔—介孔材料压片(6Mpa的压力4分钟)，筛选80～100目的颗粒，用丙酮浸泡0.5h，在红外灯下烘干，然后装入1.0m长，内径3mm的填充柱中，在200℃下老化24h，连接好气路，即可进行苯及其同系物(苯-甲苯-乙基苯-正丙基苯-正丁基苯)的分离，气相色谱的操作条件载气氢气；气速20.5ml/min；柱温 起始温度160℃，升温速率10℃/min，终止温度200℃，汽化室温度200℃，检测器温度210℃，桥电流100mA，进样量1μl。其分离结果见图7，由图7可见该质量比的材料也能较好的分离选定的苯及其同系物。
权利要求
1.一种分离苯及其同系物的方法，其特征在于包括如下步骤将强疏水微孔—介孔材料在5～9Mpa的压力下压片5～10分钟，筛选80～100目的颗粒，用丙酮浸泡0.5～1h，烘干，然后装入气相色谱填充柱中，在220～250℃下老化12～24h；气相色谱的操作条件是载气为氢气，气速为20～40ml/min，柱温为140～200℃，汽化室温度为150～200℃，检测器温度为160～220℃，桥电流为80～120mA，进样量为0.5～4ul。
2.如权利要求1所述的一种分离苯及其同系物的方法，其特征在于所述的强疏水微孔—介孔材料是由如下方法合成将氢聚甲基硅氧烷在搅拌的情况下滴加到无水乙醇中，加入氢氧化钠作为催化剂，搅拌48h后，滴加正硅酸乙酯，凝胶后老化4～5d，80℃烘干。
3.如权利要求1所述的一种分离苯及其同系物的方法，其特征在于所述的气相色谱填充柱是长1～2m，内径3～4mm。
全文摘要
一种分离苯及其同系物的方法是将强疏水微孔－介孔材料在5～9MPa的压力下压片5～10分钟，筛选80～100目的颗粒，用丙酮浸泡0.5～1h，烘干，然后装入气相色谱填充柱中，在220～250℃下老化12～24h；气相色谱的操作条件是载气为氢气，气速为20～40ml/min，柱温为140～200℃，汽化室温度为150～200℃，检测器温度为160～220℃，桥电流为80～120mA，进样量为0.5～4ul。本发明具有固定相的化学稳定性和热稳定性好，制作成本低的优点。
文档编号G01N30/56GK1952655SQ20061010215
公开日2007年4月25日 申请日期2006年11月10日 优先权日2006年11月10日
发明者孙予罕, 魏伟, 管莲秀, 李军平, 王秀芝, 赵宁, 肖福魁 申请人:中国科学院山西煤炭化学研究所