核壳型液相色谱填料的合成方法技术

本发明专利技术公开了一种核壳型液相色谱填料的合成方法，其特征在于，包括下列步骤：(1)将硅烷和醇的混合物进行混合搅拌，合成无孔球型硅胶作为核壳型填料的核部分；(2)对步骤(1)获得的核部分进行煅烧和酸处理后，在其表面涂覆一层阳离子聚合物电解质；(3)在步骤(2)的产物表面修饰一层纳米颗粒，即获得核壳型填料；其中，所述醇的混合物按重量计由下列组分组成：醇9.5～14.5%，水60～80%，氨水6.5～13%。采用本发明专利技术的制备方法，获得的核壳型填料的核粒径和纳米颗粒的修饰厚度可操控，表面官能团可任意选择，以满足不同分离模式的需要；填料检测柱效达180,000理论踏板数/米，是常规色谱填料的2倍多。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种色谱填料，具体涉及一种。
技术介绍
随着色谱技术的不断发展，分离介质在不断更新和改进，色谱柱是整个色谱系统 的核心，如何获得更高的柱效是人们一直以来比较关心的问题。对于传统的填充型色谱柱， 人们为了追求高柱效而使用越来越小的填料，减小球形填充介质的颗粒直径将减小多路径 效应和加快传质，从而提高柱效。但是，随之而来的问题是，颗粒直径的减小将造成操作压 力的急剧升高，这无疑对设备性能和技术操作提出更为苛刻的要求。实际上，为了保证在合 适的操作压力下获得较高的柱效，在很多情况下人们不得不采用较低的流速，以牺牲分析 速度为代价。为同时满足最佳压力和流速下的高柱效和高分辨率，目前已研制出以硅胶为基质 的核壳型填料，它在低反压、高柱效、快速分离、柱稳定性方面显现出惊人的优势。在美国专 利US4，477，492中公开了一种填料，采用喷雾干燥的方法，硅胶核采用溶胶凝胶法制备，然 后在高温(约20(TC)和高压下喷雾干燥制备，然而这种制备方法合成的颗粒有不均一性和 分级不彻底性的缺陷，以致最终的核壳型填料不一致。另外采用昂贵的喷雾干燥设备增加 了生产的成本。美国专利US3，505，785采用了多层薄层法，但这种方法较费时，常要求多级处理 程序，且这种方法不太适用于5 Mffl以下的颗粒制备。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种液相色谱填料的合成方法，以解决现有技术中存在的问题。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是一种核壳型液相色谱填料的合成方 法，包括下列步骤(1)将硅烷和醇的混合物进行混合搅拌，合成无孔球型硅胶作为核壳型填料的核部分；(2)对步骤(1)获得的核部分进行煅烧和酸处理后，在其表面涂覆一层阳离子聚合物 电解质；(3)在步骤O)的产物表面修饰一层纳米颗粒，即获得核壳型填料；其中，所述醇的混合物按重量计由下列组分组成醇9. 5 14. 5%，水60 80%，氨水 6. 5 13%。上述技术方案中，所述硅烷选自正硅酸乙酯、三甲基甲氧基硅烷、三甲基乙氧基硅 烷或四甲氧基硅烷；所述醇为甲醇、乙醇或者它们的混合物。上述技术方案中，所述步骤(1)中，搅拌反应温度为10°C 40°C，搅拌方式为磁力 搅拌或机械搅拌，使反应物混合均勻，充分反应，反应生成的无孔球型硅胶粒径尺寸在2. 4Mm 2. 7 Mm之间。所述步骤O)中，煅烧温度为500°C 650°C，煅烧时间为6 15小时。所述酸为盐酸、硝酸或者它们的混合液；所述阳离子聚合物电解质选自聚甲基丙 烯酸、聚乙烯亚胺或氯化聚二烯丙基二甲基铵盐。所述步骤C3)中，在产物表面修饰一层纳米颗粒的方法是，将步骤( 的产物与纳 米颗粒混合搅拌，使纳米颗粒吸附修饰形成壳层。所述纳米颗粒可以采用纳米硅溶胶。进一步的技术方案，根据所需壳层的厚度控制所述混合搅拌吸附修饰的次数。优选的技术方案，所述壳层厚度为0. 65 0. 74 Mm。进一步的技术方案，对获得的核壳型填料进行后处理，所述后处理包括过滤、水 洗、干燥和高温煅烧，高温煅烧温度为500°C 650°C。通过后处理，可以增加其机械强度。对本专利技术获得的核壳型填料经过盐酸和硝酸混合液洗涤，高温煅烧处理后，在其 表面修饰各种功能基团，形成可用于不同分离模式的功能性核壳型填料。由于上述技术方案运用，本专利技术与现有技术相比具有下列优点1.采用本专利技术的制备方法，获得的核壳型填料的核粒径和纳米颗粒的修饰厚度可操 控，表面官能团可任意选择，以满足不同分离模式的需要。2.本专利技术合成的核壳型填料由于中间的核是实心球，在液相分离时减少了流动相 的扩散路径，节省了溶剂，提高了分离效率，且有比常规色谱柱更低的反压。3.通过控制粒径大小可制备出满足U-HPLC的填料，无需购买昂贵的超高压设备。4.本专利技术合成的填料检测柱效达180，000理论踏板数/米，是常规色谱填料的2倍多。附图说明图1是本专利技术实施例一中合成的球型硅胶颗粒的透射电镜图片。图2是本专利技术实施例一中合成的核壳型液相色谱填料的透射电镜图片。图3是实施例一中合成的核壳型液相色谱填料的放大示意图。图4是本专利技术色谱实验中的微流高效液相色谱图。图5是本专利技术色谱实验中加压电色谱分析谱图。具体实施例方式下面结合附图及实施例对本专利技术作进一步描述 实施例一一种核壳型填料的合成方法，具体步骤如下(1)以82mL的硅烷试剂(正硅酸乙酯)和无水乙醇的混合物，在25°C条件下，通过磁力搅拌或机械搅拌的方式，使其混合均勻，充分反应，形成2. 45-2. 59 Mm规格的高纯无 孔球型硅胶，经过醇、水多次洗涤，除去表面的催化剂及未反应的试剂，然后真空干燥，以此 作为核壳型填料的核部分，其透射电镜图片见附图1。(2)将合成的实心球经过550°C的煅烧和盐酸和硝酸混合液处理后，在其 表面涂覆一层阳离子聚合物电解质聚甲基丙烯酸。(3)将(2)处理过的实心球和纳米颗粒混合搅拌，使纳米颗粒吸附修饰在实心球表面，共修饰四次，壳层厚度0. 65-0. 74 Mm。(4)将合成的核壳型填料过滤、水洗、干燥、高温煅烧来增加其机械强度。(5)核壳型填料经过一定步骤处理后，键合C18色谱固定相形成新的核壳 型填料，见附图2、3。按上述具体方案合成的填料经过湿法高压填充，制备出2. 1X100 mm的色谱柱，经 性能测试，柱效达180，000理论塔板数/米。附图1是合成的高纯硅胶球的扫描电镜(SEM)图片，从电镜图片上可以看出平均 粒径是2. 52 Mm。附图2、3是合成的新型核壳型填料扫描电镜图片及示意图，从图中可以看出平均 粒径是3. 84 Mm，平均壳层厚度是0. 7 Mm。色谱试验一使用上述实施例一制备的液相色谱柱，以甲醇/水=60/40 (ν/ν)；流速0. 1 mL/min ；检 测波长2 nm ；操作温度40°C ；测试样品为苯、甲苯、萘，其色谱图参见附图4所示。图4分析结果见下表权利要求1.一种，其特征在于，包括下列步骤(1)将硅烷和醇的混合物进行混合搅拌，合成无孔球型硅胶作为核壳型填料的核部分；(2)对步骤(1)获得的核部分进行煅烧和酸处理后，在其表面涂覆一层阳离子聚合物 电解质；(3)在步骤(2)的产物表面修饰一层纳米颗粒，即获得核壳型填料；其中，所述醇的混合物按重量计由下列组分组成醇9. 5 14. 5%，水60 80%，氨水 6. 5 13%。2.根据权利要求1所述的，其特征在于所述硅烷选 自正硅酸乙酯、三甲基甲氧基硅烷、三甲基乙氧基硅烷或四甲氧基硅烷；所述醇为甲醇、乙 醇或者它们的混合物。3.根据权利要求1所述的，其特征在于所述步骤(1) 中，搅拌反应温度为10°c 40°C，搅拌方式为磁力搅拌或机械搅拌，使反应物混合均勻，充 分反应，反应生成的无孔球型硅胶粒径尺寸在2. 4 Mm 2. 7 Mm之间。4.根据权利要求1所述的，其特征在于所述步骤(2) 中，煅烧温度为500°C 650°C，煅烧时间为6 15小时。5.根据权利要求1所述的，其特征在于所述酸为盐 酸、硝酸或者它们的混合液；所述阳离子聚合物电解质选自聚甲基丙烯酸、聚乙烯亚胺或氯 化聚二烯丙基二甲基铵盐。6.根据权利要求1所述的，其特征在于所述步骤(3) 中，在产物表面修饰一层纳米颗粒的方法是，将步骤(2)的产物与纳米颗粒混合搅拌本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种核壳型液相色谱填料的合成方法，其特征在于，包括下列步骤：　　（１）将硅烷和醇的混合物进行混合搅拌，合成无孔球型硅胶作为核壳型填料的核部分；　　（２）对步骤（１）获得的核部分进行煅烧和酸处理后，在其表面涂覆一层阳离子聚合物电解质；　　（３）在步骤（２）的产物表面修饰一层纳米颗粒，即获得核壳型填料；其中，所述醇的混合物按重量计由下列组分组成：醇９．５～１４．５％，水６０～８０％，氨水６．５～１３％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：阎超，邓璞红，瞿其曙，
申请(专利权)人：苏州环球色谱有限责任公司，
类型：发明
国别省市：32