Введение к работе
Актуальность. Ионная хроматография является одним из лучших методов определения анионов, благодаря экспрессности, высокой чувствительности, многокомпонентности анализа. Синтез сорбентов для ионной хроматографии -сложная задача, поскольку к ним предъявляется много требований, в том числе низкая ионообменная емкость, малый размер зерен, механическая и химическая устойчивость. Поэтому, несмотря на широкие исследования в области синтеза сорбентов для ионной хроматографии, число разработанных неподвижных фаз, имеющихся в распоряжении аналитика, невелико. В связи с этим разработка новых и модифицирование уже известных сорбентов является актуальной научной проблемой.
Перспективным путем получения эффективных анионообменников является модифицирование гидрофобизованных силикагелей полиэлектролитными комплексами, образующимися в результате гетерогенного взаимодействия анионактивного вещества и поликатиона. Такой подход к созданию сорбента дает возможность широкого варьирования селективности за счет изменения структуры функциональных групп в составе полиэлектролитного комплекса. Использование силикагеля обеспечивает высокую эффективность и позволяет снизить гидрофобные взаимодействия, возникающие при определении крупных гидрофобных анионов на полистиролышх ионообменниках.
Целью работы являлось:
разработка нового типа сорбентов, определение оптимальных условий получения поверхностно-модифицированных полиэлектролитнымй комплексами анионообменников, оценка эффективности синтезированных сорбентов, ресурса работы и воспроизводимости свойств;
определение влияния природы функциональных групп полученных анионообменников на селективность хроматографического разделения неорганических анионов и анионных комплексов переходных металлов;
изучение закономерностей удерживания неорганических анионов, оксоанионов и анионных комплексов переходных металлов с ЭДГА при варьировании состава подвижной фазы, концентрации элюирующих ионов, рН элюента.
Научная новизна. Предложен новый способ получения полиэлектролитных анионообменников для ионной хроматографии, который основан на последовательном модифицировании гидрофобизованного силикагеля растворами додецилбензолсульфоновой кислоты и водорастворимых полиоснований, содержащих в боковой цепи положительно заряженные атомы азота: поли(Ы-этил-4-винилпиридиния бромида), поли(диметилдиаллиламмония хлорида) и поли(гексаметиленгуанидина гидрохлорида). Изучены факторы, влияющие на эффективность и селективность разделения неорганических
анионов, воспроизводимость хроматографических характеристик сорбентов. Показана устойчивость этих сорбентов в водных растворах.
Изучены избирательность синтезированных анионообменников по отношению к широкому кругу неорганических анионов, оксоанионам, анионным комплексам с ЭДТА и ЦГДТА. Показано, что использование этих сорбентов для разделения комплексных анионов предпочтительнее по сравнению с сорбентами на полимерной основе.
Практическая значимость. Синтезированы новые сорбенты для ионной хроматографии, модифицированные полиэлектролитными комплексами. Определено влияние структуры ионообменных центров сорбентов на селективность разделения неорганических анионов и анионных комплексов переходных металлов. Показано, что введение полиэлектролитных комплексов в подвижную фазу существенно повышает стабильность анионообменников.
Предложена адипиновая кислота в качестве элюента для одновременного разделения и определения неорганических анионов и анионных комплексов переходных металлов с ЭДТА в двухколоночном варианте ионной хроматографии с кондуктометрическим детектированием.
На защиту выносятся следующие положения:
-
Данные по изучению ионообменных свойств гидрофобизованных силикагелей, модифицированных полиэлектролитными комплексами, содержащими положительно заряженные функциональные группы в боковых цепях.
-
Результаты изучения влияния различных факторов (концентрации и молекулярной массы полиэлектролита, гидрофобности матрицы, рН подвижной фазы) на обменную емкость и стабильность полученных анионообменников.
-
Результаты изучения селективности разделения неорганических анионов на гидрофобизованных силикагелях, модифицированных полиэлектролитньши комплексами в зависимости от строения функциональной группы, концентрации и рН фталатного элюента.
-
Данные по ионохроматографическому поведению оксоанионов вольфрама, молибдена и хрома на полученных сорбентах.
-
Результаты изучения селективности разделения анионных комплексов переходных металлов с ЭДТА в зависимости от состава, концентрации и рН подвижной фазы.
-
Способы одновременного определения неорганических анионов и анионных комплексов переходных металлов с ЭДТА с использованием одноколоночного варианта ионной хроматографии с фотометрическим и кондуктометрическим детектированием.
-
Данные по использованию кондуктометрического детектирования и адипиновой кислоты в качестве элюента для определения неорганических анионов и анионных комплексов переходных металлов с ЭДТА двухколоночной ионной хроматографией.
Апробация работы и публикации. Основное содержание диссертационной работы изложено в 4-х печатных работах. Результаты исследований докладывались на международной конференции студентов и аспирантов по фундаментальным наукам "Ломоносов-96" (Москва, Россия, 12-14 апреля 1996 г.), международном симпозиуме по ионной хроматографии "IICS '96" (Рединг, Великобритания, 16-19 сентября 1996 г.), научных коллоквиумах лаборатории хроматографии кафедры аналитической химии МГУ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, литературного обзора, трех глав экспериментальной части, общих выводов и списка цитируемой литературы. Материал диссертации изложен на 155 страницах текста, содержит 50 рисунков и 30 таблиц, в списке цитируемой литературы 181 наименование.
