[發明專利]多孔殼層硅膠色譜填料及制備方法

有效

• 申請號: 201110230788.1
• 申請日: 2011-08-12
• 公開（公告）號: CN102389781A
• 公開（公告）日: 2012-03-28
• 發明（設計）人: 周麗;王洪偉;汪群杰
• 申請（專利權）人: 天津博納艾杰爾科技有限公司
• 主分類號: B01J20/283
• 分類號: B01J20/283;B01J20/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于填料技術領域，特別涉及一種多孔殼層硅膠色譜填料及制備方法。

背景技術

高效液相色譜(HPLC)由于具有分離效能高、靈敏度高、應用范圍廣、分析速度快廣泛用于化學、醫學、工業、農學、商檢和法檢等學科領域中，成為一種重要的分離分析技術。而實現高效液相色譜分離的關鍵技術在于高純多孔球形硅膠，這是目前應用最為廣泛的HPLC固定相基質材料。材料粒徑的均勻度、粒徑大小是決定HPLC分離效果的關鍵，材料粒徑的減小實現了理論塔板數的增多，從而提高了分離能力，可以分離出更多的色譜峰，且又極大地縮短了開發方法所需的時間。但是填料粒徑減小反壓會明顯提高，使用亞2um粒徑填充的色譜柱時，常常超過6000psi時，才可獲得最佳流速，而目前普通的高效液相色譜儀的最高壓力為4000psi，這就需要購買更昂貴的“超高壓”設備才能獲得最佳分離性能。

發明內容

本發明針對現有基質材料的不足，提供了一種多孔殼層硅膠色譜填料及其制備方法；由表面帶硅羥基的實心硅膠球(1.5-2.0um)為基球，在酸性條件下，聚合物電解質溶液通過靜電吸附對基球表面電荷進行轉換，再靜電吸附納米硅膠粒子，通過多層靜電吸附，使硅膠球的粒徑增至2.5-3.0um，馬弗爐焙燒后可得到高粒子密度、大比表面的多孔殼層硅膠色譜填料。

本發明的多孔殼層硅膠色譜填料的制備方法，具體步驟是：

(1)將實心硅膠基球(1.5-2.0um)經氫氟酸處理，在硅膠基球表面形成硅羥基。氫氟酸濃度通常可在0.1-2摩爾濃度左右；酸處理時間通常可在1-24小時；

(2)將上述硅膠基球、硝酸水溶液和聚合物電解質水溶液混合10-30分鐘，離心機分離，棄去上層液，去離子水洗3-5次。硝酸水溶液的PH為1.5-3.6之間，聚合物電解質水溶液的質量百分比為0.2-2％，硝酸水溶液與硅膠基球的重量比例在20∶1到5∶1，聚合物電解質水溶液與硅膠基球的重量比例在100∶1到10∶1。

(3)將通過(2)改變電荷的硅膠基球和硅溶膠混合10-30分鐘，離心機分離，棄去上層液，去離子水洗3-5次。硅溶膠用硝酸調PH為2.5-5.5之間，硅溶膠和硅膠基球的重量比例為20∶1至5∶1。

(4)重復(2)、(3)直至硅膠球在顯微鏡下增長為2.5-3.5um，過濾，干燥。

(5)在700-1100℃高溫下燒結得到較高機械強度的高純硅膠微球。燒結溫度優選800-1050℃；

(6)將硅膠微球經氫氟酸處理，打開由于高溫脫水在表面形成的Si-O-Si鍵。氫氟酸濃度通常可在0.1-2mol/L；酸處理時間通常可在1-24小時，溫度60-90℃；

所述的聚合物電解質是聚二癸基二甲基氯化銨、聚三甲基烯丙基氯化銨、聚二癸基二甲基氯化銨等水溶性陽離子高分子電解質。

所述的硅溶膠中SiO₂含量為5％-15％，直徑為5-15nm。

本發明制備方法制得的多孔殼層硅膠色譜填料，粒徑2.5-3.0um，比表面50-170m²/g。通過多層靜電吸附，可制的高粒子密度、大比表面的多孔殼層硅膠色譜填料。

本發明還包括在上述多孔殼層硅膠基質上，進一步通過鍵合一系列硅烷固定相，得到具備優良色譜分離性能的色譜填料。

所得到多孔殼層硅膠可用于制備各類液相色譜固定相。如C18，C8，CN，苯基，氨丙基等。具體制備方法在文獻中均有報道。

在本發明中，結合上述描述的新型多孔殼層硅膠基質與下列特定類型硅烷鍵合，得到具有特別色譜性能的新型色譜填料。這些特定硅烷包括十八烷基二甲基氯硅烷，十八烷基甲基二氯硅烷，十八烷基二異丙基氯硅烷，十八烷基異丙基二氯硅烷，十八烷基二異丁基氯硅烷，十八烷基異丁基二氯硅烷。反應可在，但不局限于，下例條件：將多孔殼層硅膠，上述某一硅烷和有機堿在甲苯中回流，約110℃，2-48小時；而后洗滌，干燥。鍵合后的硅膠可直接用于裝填液相色譜柱。

附圖說明

圖1：多孔殼層硅膠剖面圖

具體實施方式

實施例1：

(1)1.8um的實心硅膠球5g，在80ml0.2M?HF水溶液中加熱至80℃4小時；過濾，100ml純水洗劑2次，50ml丙酮3次，真空干燥8小時。