Сорбент для газохроматографического разделения и анализа водных сред

 

ОП ИСАНИЕ

И ЗОВРЕТЕ Н ИЯ!

К ASTOPCKOhAÓ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсиик

Социапистмческнк

Республик

<п>873119 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 13.02.80 (21) 2881688(23-25 с присоединениеат заявки М (5! )М. Кл.

G 01 N 31/08

1Ъеударетвкнный квинтет (23) Приоритет— по делам изобретений н аткрытнй

Опубликовано 15.10.81. Бюллетень Рй 38

Дата опубликования описания 15.10.81 (53) УД К 543.544 (088.8) (72) Авторы изобретения

Г. П, Кязимова, P. P. Шарифов, Э. А. Кязимов и 3. А. Мамедова

Бакинский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института

"ВОДГЕО" (71) Заявитель (54) СОРБЕНТ ДЛЯ ГАЗОХРОМАТОГРАФИЧЕСКОГО

РАЗДЕЛЕНИЯ И АНАЛИЗА ВОДНЫХ СРЕД

Изобретение относится к хроматографии и" может быть использовано для определения ор- ганических примесей в воде, а точнее для контроля состава сточных вод водоотведений про изводств формалина,, фенолформальдегидных зпоксидных смол.

Известны сорбенты воды, применяемые в хроматографии, которые могут поглощать воду, такие как силикагель н молекулярные сита.

Однако первый иэ названных может поглощать е полярные соединения и соединения с гидроксиль. ной группой, которыми являются, в частности, формальдегиды, метанол и фенол. Молекулярные сита также могут поглощать полярные и поляризуемые вещества. Активация молекулярг ных сит (удаленне гидратационной воды) осуществляется в течение нескольких часов при

350 — 450 С (1).

Однако перечйслснные особенности затрудняют применение этих сорбентов при количественном хроматографическом анализе водных растворов с органическими веществами. а также водных стоков производств нефтехимического синтеза, несущих в своих водах полярные загряз-! ни тели.

Известен клиноптилолит Ай-Датского месторождения Азербайджанской ССР. Этот клиноптилотит, идеализированный состав которого ((йа,КтСа)з QSi O>> 24Н О), обладает, в отличие от других природных цеолитов, высокой термостойкостью, стойкостью к агрессивным средам, достаточной механической прочностью.

Перечисленные свойства определяют способность клиноптилолита к многократной регенерации.

Возможность получения дроблением зерен клиноптилолита большой механической прочности исключает необходимость их гранулирования (2).

Описаны различные области, в которых успешно используются цеолиты- клиноптилолиты: применение цеолитов при осушке газовых систем; отводы для селективного поглощения некоторых цветных металлов; для очистки вод от аммиака и метанола.

Известны цеолиты, применение которых при осушке газовых систем имеет ряд преимуществ перед другими адсорбентами, такими как сили- кагель или молекулярные сита. Во-первых, кли3

873119 ноптилолит способен поглощать воду в гораздо больших количествах; во-вторых, по мере повышения температуры его адсорбционная способность по отношению к воде уменьшается не так резко, как у силикагеля или молекулярных сит; в-третьих, они создают низкое гидравлическое сопротивление адсорбента при движении газового потока через слой цеолита; в четвертых, цеолиты обладают резко выраженной селективностью к определенным соединениям (3).

Однако в литературе отсутствуют сведения о применении клиноптилолита при хроматографическом анализе водных сред. Предлагается применение клиноптилолита в качестве поглотителя воды перед хроматографическим разделением и анализом водных сред, содержащих примеси органических веществ.

Для этого используют клиноптилолит Ай-Дагского месторождения, работающий селективно в интервале температур 60 — 70 С и легко регенерирующийся в процессе анализа методом обратной продувки, При 60 — 70 С клиноптилолит селективно поглощает только пары воды, а все остальные примеси проходят, не задерживаясь; в хроматографическую колонку.

Пример 1. Клиноптилолит Ай-Дагского месторождения Азербайджанской CCP размельчают в ступке, отсеивают фракцию 0,3 — 0,5 мм, прокаливают при 300 — 400 С 3 ч, остужают в эксикаторе и заполняют им форколонку длиной

20 см и внутренним диаметром 3 мм. Форкодонку размещают в термостате хроматографа

ЛХМ-72 между узлом ввода пробы и аналитической разделительной колонкой. Аналитическую колонку длиной 2 м и внутренним диаметром

3 мм заполняют цинохромом-1 фракции 0,3—

0,35 мм, пропитанным 10%-ым (вес) полидиэтиленгликольсульсукцината, Задают начальные условия анализа; температура термостата колонок 60 С; температура термостата детектора

190 С, температура узла ввода пробы 250 С: ток детектора 140 mA; скорость газоносителя гелия 50 смз/мин. Пробу сточной воды произвоцства фенолформальдегидных смол 0,2 мл подают в узел ввода проб хроматографа. Спустя одну минуту примеси формальдЪгида, метанола и фенола проходят форколонку и попадают в основную аналитическую колонку. В этот момент включают программирующий блок и температура со скоростью 10 С/мин поднимается до 190 С, Одновременно с включением программирования температуры проводят обратную продувку форколонки для регенерации клиноптилолита от сорбированных паров воды, Достигнув температуры 190 С, анализ продолжают в изотермическом режиме 10 мин. Анализируемые примеси элюируют из хроматографической разделительной колонки со следующими временами выхода: метанол — 2,1 мин; формальдегид

7,35 мин; фенол — 21,9 мин.

После завершения анализа, методом абсолютной калибровки, рассчитывают количественное содержание примесей, которое составляет в данном конкретном случае: метанола 3 ° 10 %; формальдегида 2 10 %; фенола 3,5 ° 10 %.

IT р и м е р 2. Пробу воды, содержащую

0,003 г/л толуола и 0005 г/л эпихлоргидрина, которые являются основными загрязнителями производства эпоксидных смол, подают в узел ввода пробы при условиях, описанных в первом примере. Спустя одну минуту толуол и эпихлоргидрин проходят форколонки с клиноптилолитом, .а вода задерживается в ней, сорбируясь клиноптилолитом. После выхода пика толуi5 ола (время его удерживания 1,8 мин) включается блок температурного программирования и температура со скоростью 10 С/мин поднимается до 190 С, В это же время форколонка переключается на обратную продувку. Время удерживания энихлоргидрина 3,6 мин. Количественное определение этих загрязнителей проводится также методом абсолютной калибровки прибора.

Количественная интерпретация пиков, полученных в результате хроматографирования данной смеси, подтверждает свободное прохождение толуола и эпихлоргидрина через форколонку, заполненную клиноптилолитом в подобранном режиме температур. Применение природного клиноптилолита при хроматографическом определении органических примесей в воде способствует селективному поглощению воды и устранению помех последней при анализе водных сред. Это, в свою очередь, приводит к повышению чувствительности метода определения примесей до 2 ° 10 % (вес) без предварительного концентрирования.

40 Ввиду того, что потребность в фенолформальдегидных и эпоксидных смолах, в формалине постоянно растет и число производств, выпускающих эти продукты, увеличивается, предложенное изобретение, направленное на контроль сто45 KQB этих объектов, служит охране окружающей среды от загрязнений.

Формула изобретения

Применение клиноптилолита в качестве сорбента для газохроматографического разделения и анализа водных сред, содержащих примеси органических веществ.

55 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Лурье А. А. Сорбенты и хроматографические носители. М,, "Химия", 1977, с. 207, 273.

873119

Составитель Г. Винокурова

Редактор П. Коссей Техред А.Савка

Корректор, С. Шекмар

Заказ 9023/69 Тираж 910

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

2. Клиноптилолиты. Труды симпозиума по вопросам исследования и применения клиноптилоли та, Тбилиси, 2 — 4 ноября 1974, Тбилиси, ™Мед- . ннсраба", 1977, Р 6

3. йщишвнли P В.;-Андроникашвили Т. Г.

Природные цеолиты и возможности их использования в народном хозяйстве. Обзор. Тбилиси, 1978 (прототип).