[發(fā)明專利]一種單分散孔徑可調(diào)全多孔二氧化硅色譜微球制備方法

有效

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• 申請日: 2021-02-24
• 公開（公告）號: CN112850724B
• 公開（公告）日: 2022-10-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張博;曾巨星
• 申請（專利權(quán)）人: 廈門色譜分析儀器有限公司
• 主分類號: C01B33/18
• 分類號: C01B33/18
• 代理公司: 廈門南強(qiáng)之路專利事務(wù)所(普通合伙) 35200
• 代理人: 馬應(yīng)森

一種單分散孔徑可調(diào)全多孔二氧化硅色譜微球制備方法，涉及用于色譜分離中硅膠固定相的制備工藝。將微球外表形貌、粒徑的控制和孔徑大小、孔徑分布的控制這兩大方面分隔開來，逐一進(jìn)行調(diào)控，擺脫傳統(tǒng)方式尋求一鍋法同時解決這兩個問題存在的不足，提供全多孔、孔徑可調(diào)、無金屬的一種單分散孔徑可調(diào)全多孔二氧化硅色譜微球制備方法。主要包括模板引導(dǎo)種子合成、種子生長、模板劑擴(kuò)孔、煅燒固化和堿液擴(kuò)孔等步驟。所制備得到的二氧化硅微球球形度和單分散性優(yōu)異，粒徑可控，且孔徑調(diào)控方法簡單，孔徑分布范圍窄，且無金屬元素殘留，具有可拓展性和復(fù)制性。由于所使用的試劑均不含有無機(jī)鹽，微球純度高，特別適用于高效液相色譜分離分析使用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于色譜分離中硅膠固定相的制備工藝，尤其是涉及一種單分散孔徑可調(diào)全多孔二氧化硅色譜微球制備方法。

背景技術(shù)

色譜技術(shù)作為重要的分離分析工具，已廣泛運(yùn)用于食品、生物、醫(yī)藥和環(huán)境等諸多領(lǐng)域，成為不可或缺的工具之一。而色譜分離從最初的一個多小時，縮短至如今的幾分鐘甚至是一分鐘內(nèi)，分離時間的顯著縮短和分離效率的快速提高，不僅得益于色譜儀器技術(shù)的發(fā)展，更主要源于色譜填料發(fā)展的推動。

理想的色譜填料一般要滿足以下幾點(diǎn)要求：1.填料為球形，且粒徑分布均一；2.填料必須具備較大的比表面積、孔體積，擁有較大的介孔孔徑，且孔徑分布較窄；3.填料要有較好的機(jī)械強(qiáng)度和耐壓性；4.填料表面要有足夠多的修飾位點(diǎn)可供化學(xué)修飾鍵合；5.填料基質(zhì)盡量不與分離物質(zhì)和洗脫液發(fā)生相互作用，在洗脫液條件下具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性。而二氧化硅由于其優(yōu)異的化學(xué)惰性、較高的機(jī)械強(qiáng)度和較多的可修飾位點(diǎn)等優(yōu)勢成為現(xiàn)使用最為廣泛的固定相材料。

但如今使用的硅膠填料由于自身溶膠凝膠的特性，粒徑分布較寬，縱使后期采用費(fèi)時費(fèi)力的篩分技術(shù)，也難以得到單分散的球形硅膠固定相；其次孔道的大小控制較為困難，難以靈活操控獲得所需的孔道大小；大規(guī)模制備的填料通常采用硅酸鹽作為硅源，導(dǎo)致填料不可避免帶上金屬離子，影響最后的分離效果。上述這些問題的出現(xiàn)制約色譜填料的進(jìn)一步發(fā)展，最終限制色譜的分離效果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于將微球外表形貌、粒徑的控制和孔徑大小、孔徑分布的控制這兩大方面分隔開來，逐一進(jìn)行調(diào)控，擺脫傳統(tǒng)方式尋求一鍋法同時解決這兩個問題存在的不足，提供全多孔、孔徑可調(diào)、無金屬的一種單分散孔徑可調(diào)全多孔二氧化硅色譜微球制備方法。

本發(fā)明包括以下步驟：

1)在水和乙醇的溶劑體系中，加入模板劑，再加入氨水，在較高攪拌轉(zhuǎn)速下攪拌均勻，形成模板劑溶液；將四乙氧基硅烷分散在乙醇中，混合均勻形成TEOS溶液，再一次性注入模板劑溶液中，攪拌反應(yīng)后，經(jīng)過水洗、醇洗和烘干，得到粒徑分布均一的二氧化硅種子微球；

2)在乙醇和水的溶劑中，加入氨水、模板劑和步驟1)所制備的二氧化硅種子微球，高速攪拌混勻形成種子-模板劑溶液，緩慢加入TEOS溶液，攪拌反應(yīng)后，經(jīng)過水洗、醇洗、烘干得到目標(biāo)尺寸微球；

3)將步驟2)中制備得到的微球置于水熱反應(yīng)釜中，加入鹽酸溶液，高溫下進(jìn)行水熱擴(kuò)孔，反應(yīng)結(jié)束，將反應(yīng)液過濾，用去離子水洗濾餅至濾液呈中性，烘干；

4)將步驟3)中干燥好的微球置于馬弗爐中，在一定氛圍下經(jīng)過程序升溫煅燒除去模板劑，交聯(lián)固化微球，提高微球的交聯(lián)度與機(jī)械強(qiáng)度，然后自然降至室溫；

5)將步驟4)煅燒好的微球置于水熱反應(yīng)釜中，加入氨水，進(jìn)行堿液擴(kuò)孔，反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)液過濾得到目標(biāo)微球，用去離子水反復(fù)清洗，直至清洗液呈中性，烘干，得到所述單分散孔徑可調(diào)全多孔二氧化硅色譜微球。