Способ получения сорбента для ионной хроматографии

 

Изобретение относится к химии полимеров и позволяет создать сорбент для высокоэффективного разделения анионов и катионов (например, смеси Na+, K+, NH44 и смеси F, СГ, НР042, В г, М0з. SO-i2), что достигается измельчением гранул исходного анионита АВ-171 до размеров зерен 5-15 мкм и последующей обработкой измельченного анионита концентрированной серной кислотой в течение 5-20 мин до содержания серы в конечном продукте 0,08-1,50 мас.%, 1 табл.

союз советских социдлистических

РЕСПУБЛИК (я)ю С 08 F 8/36, 212/36

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4623558/05 (22) 23.11,88 (46) 23.05.91. Бюл. М 19

71) Институт геохимии и аналитической химии им,В.И,Вернадского (72) А.M.Äîëãîíîñîa, М,М.Ñåíÿâèì и И,А.Ревельский (53) 678.744.13 (088.8) (56) Small H„Stevens T„Sauman W., Novel

ion — exchange chromatographic method using

conductometric detection. — Analyt. Chem., 1975, ч.47, N 9, р. 1801.

Авторское свидетельство СССР

М 1161513, кл, С 08 F 8/36, 1983.

Изобретение относится к химии полимеров, а именно к способу получения сорбента для ионной хроматографии, и может быть использовано в аналитической химии для качественного и количе .венного определения ионов и очистки ве;цеств.

Целью изобретения является придание сорбенту способности эффективно разделять катионы при сохранении способности эффективного разделения анионов.

Пример 1. Промышленный высокоосновной макропористый анионит АВ-171 (40/100) раэмалывают в шаровой мельнице и замачивают в дистиллированной воде.

10";ь-ную суспенэию заливают в стакан высотой 150-200 мм и дают отстояться 5 ч.

Неосевшую часть суспензии центрифугируют при 3-5 тыс,об./мин в течение 1 мин.

Центрифугат сливают, а из осадка готовят суспензию в серной кислоте (ч.д,а. или х.ч,) „„5U ÄÄ 1650654 А1 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СОРБЕНТАДЛЯ

ИОННОЙ ХРОМАТОГРАФИИ (57) Изобретение относится к химии полимеров и позволяет создать сорбент для высокоэффективного разделения анионов и катионов (например, смеси Na, К, NH4 и смеси F, CI, НРО4, Вг, МОэ, SO4 ), что достигается измельчением гранул исходного анионита АВ-171 до размеров зерен 5-15 мкм и последующей обработкой измельченного анионита концентрированной серной кислотой в течение 5-20 мин до содержания серы в конечном продукте 0,08-1,50 мас,, 1 табл. и быстро (не дольше 1 мин) нагревают в термостате до 155 С. Смесь выдерживают при укаэаной температуре в течение 12 мин, затем ее быстро охлаждают и осторожно приливают к 5-7-кратному избытку дистиллированной воды. Продукт осаждают центрифугированием при 3-5 тыс.об/мин в течение 1-2 мин. Центрифугат сливают, а иэ осадка готовят суспензию в глицерине (ч.д.а. или х.ч„5-10-кратный избыток). Приготовленную суспенэию центрифугируют при 7-8 тыс.об/мин. Требуемая фракция

11+2 мкм осаждается эа время центрифугирования между 10 и 15 мин. Полученным осадком под давлением 100-120 атм наполняют хроматографическую колонку размерами 4 28 мм. Для разделения катионов готовят катионообменную систему: разделяющую колонку переводят в HNO3-форму; подавительную колонку размерами 6 200 мм, 1650654 заполненную анионитом АВ-17 х 8 (100 мкм), переводят в OH-форму; в качестве элюента используют 5 мМ водный раствор НИОз, скорость потока устанавливают 2 мл/мин.

Вводят пробу (10 мкм), содержащую 5 примерно по 10 мгlл Na, NH4, К, Время разделения 20 мин. Критений разделения около 0,8. Эффективность разделения по К около 60 т.т., что в пересчете на 1 составляет около 2 тыс. т.т. 10

Для разделения катионов готовят анионообменную систему: разделяющую колоку переводят в Иа СОз-форму; подавительную колонку размерами 6 х 200 мм, заполненную катионитом КУ вЂ” 2 х 8 (100 мкм), переводят в 15

ОН-форму, в качестве элюента используют

1,1 мМ водный раствор йа СОз и 2,7 мМ йаНСОз, скорость потока 2 мл/мин. Вводят пробу объемом 10 мл, содержащую примерно по 10 мг/л: F, CL, HP04, Вг, ИОз, 20

SO4 . Время разделения 20 мин, Критерий разделения для пары анионов Вг-йОз-0,6. для других пар около или более 1. Эффективность разделения по сульфат-иону около 100 т.т., что в пересчете на 1 м 25 составляет около 3,5 тыс, т.т, Емкость продукта 0,1-0,01 мг-экв/мл, емкость по катионам 0,01 мг-экв/мл, содержание серы

0,08 мас. .

Для разделения катионов готовят катио- 30 нообменную систему: разделяющую колонку переводят в НИОз-форму;подавительную колонку размерами 6 х %00, заполненную смолой АВ-17х8 (100 мкм), переводят в

ОН-форму; в качестве элюента используют 35

1 10 M водный раствор НЙОз, скорость потока 2 мл/мин. Вводят пробу объемом

100 мкл, содержащую примерно по 10 мг/л

Na, NH4, К . Ввиду большей емкости и низкой эффективности разделяющей колон- 40 ки разделение смеси не наблюдается.

Для разделения анионов готовят анионообменную систему: разделяющую колонку и е ре водят в N а2СОз-форму; подавительную колонку размерами 6 х 200, заполненную смолой КУ-2 х 8 (100 мкм), переводят в Н-форму; в качестве элюента используют 1,1 ММ Водный раствор Мд2С03 и

2,7 мМ NBHCO3; скорость потока 2 мл/мин.

Вводят пробу объемом 10 мкл, содержащую примерно 10 мг/л: F, CI, й02, HPOq, Br, МОз, SO4 . Время разделения 15 мин, Критерии разделения для пар CI — NOg и Вг—

ИОз около 0,7, для остальных пар не менее

1, Эффективность разделения по сульфатиону около 400 т.т., что в пересчете на 1 м около 4 тыс. т.т, емкость продукта 0,51,0 мг-экв/мл.

Совмещение в одном сорбенте свойства катионита и анионита для ионной хроматографии делает его универсальным средством для решения задач как катионного, так и анионного анализа сложных ионных смесей.

Данные по примерам 2-7 приведены в таблице.

Формула изобретения

Способ получения сорбента для ионной хроматографии путем обработки гранул высокоосновного анионита на основе сополимера стирола с ди винил бен эолом концентрированной серной кислотой при нагревании,отличающийся тем, что, с целью придания сорбенту способности эффективно разделять катионы при сохранении способности эффективного разделения авионов, используют анионит с размером гранул 5-15 мкм, а обработку серной кислотой осуществляют в течение 5-20 мин до содержания серы в конечном продукте 0,081,50 мас,, 1550654 истики со бента

Примечание

Разделительные свойства

Пример

Давле- Время

Емкость . мг/мл

Размеры колонки, мм по по катионам ние, ля па ан ионам

0,20 0,20

Большое время анализа

200

10 70

28х4

2к

1,6

8ср"

0,08 — 0,8

0,01-0,1 Содержание серы в сорбенте определяют расчетом из значения емкости по катионам по формуле:

S 8A, где А- емкость продукта по катионам. Емкость определяют динамическим методом на основе материального баланса сорбции катионов.

"Сульфированный сополимер стирола с 4 дивинилбензола с размером зерен 20-25 мкм.

Составитель В, Чупов

Техред М.Моргентал Корректор Т. Малец

Редактор Н. Рогулич

Заказ 1582 Тираж 324 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

4 5

7к

Размер гранул измельченного сополимера. мкм» 2мкм

11

16

16

Время сульфиди

P083HI1A. мин

12

Характе

Содержание серы мас. $

1.2

1,2

0.8

1.2

1,6

0.25

0.25

0,30

0.25

0,20

0,15

0,15

0.10

0,15

0.20

28 x4

28х4

4 х 60

4 х 60

4 х 60

Эффектнавность разделения

8

10 анели

T мин

Низкая эффективность

Не способен разделять анионы