乙烯基硅球的合成及其作为高效液相色谱固定相的应用

发布时间：2017-04-09 19:13

  本文关键词：乙烯基硅球的合成及其作为高效液相色谱固定相的应用，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：高效液相色谱仪(HPLC)是化学分析过程中最为常用的分析仪器之一,而色谱柱填料在色谱分离中起有不可忽视的重要作用。目前常见的色谱柱填料均为硅胶基质填料,但其表面活性基团通常为羟基,在材料改性方面面临着化学活性不足的问题。近年来,巯基-烯点击化学方法凭借其反应条件温和、反应效率高、环境友好等一系列优点,在材料改性方面受到了广泛关注。然而,在使用这类反应修饰高效液相色谱固定相时,需要在载体材料中引入高化学活性的乙烯基基团或者巯基基团作为间隔功能层。而相比于巯基基团,乙烯基基团在制备新型分离材料领域拥有着更广阔的应用前景。通过对乙烯基硅球(VFSS)材料的研究,我们可以将点击化学方法有效地应用于高效液相色谱填料开发领域,本论文探究了VFSS材料的合成、修饰以及色谱应用。主要研究内容如下:(1)通过一步合成法合成VFSS材料,在传统的三元合成体系中引入了新硅源正硅酸乙酯,系统探究了硅源配比、反应温度、氨水滴加速度以及反应时间对合成产物形貌尺寸的影响,最终合成具有1.87μm粒径的适合于色谱填料应用的VFSS材料。同时,本工作在经典的三基元步骤模型基础上,提出了循环模型以解释在新的合成体系下各因素对产物形貌尺寸的影响。(2)通过巯基-烯点击化学反应将C18基团修饰到一步合成的VFSS材料上。修饰前后的VFSS材料均显示出超疏水性并被成功应用到高效液相色谱仪器上分离苯同系物(苯、甲苯、间二甲苯)、环芳烃(苯、菲、荧蒽)等非极性物质。色谱分离图表明两种材料在分离过程中均展现出疏水保留特性。同时,π-π共轭作用也在VFSS材料的色谱保留行为中起到了一定作用。修饰前后的VFSS材料色谱柱在日内及日间重复性测试中表现良好,说明两色谱柱均具有良好的重现性以及稳定性。(3)在介孔泡沫材料(MCF)上修饰乙烯基团形成VFSS材料,再通过巯基-烯点击化学反应为材料修饰磺酸基。通过该方式为MCF材料修饰磺酸基可以有效避免传统氧化法带来的形貌破坏问题,并且不会对MCF材料孔道尺寸带来影响,但会使材料比表面积和孔容少量下降。
【关键词】：乙烯基硅球 循环模型 巯基-烯点击反应 高效液相色谱固定相
【学位授予单位】：清华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TQ264.1;O657.72
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 主要符号对照表8-9
• 第1章 引言9-18
• 1.1 色谱填料的分类9-10
• 1.2 有机-无机杂化填料的主要制备方法10-11
• 1.3 有机-无机杂化填料的色谱应用11-12
• 1.4 乙烯基杂化填料的优势12-16
• 1.4.1 乙烯基团的强疏水性12
• 1.4.2 乙烯基团的常规聚合特性12-14
• 1.4.3 乙烯基团与点击化学14-16
• 1.5 乙烯基杂化材料应用于色谱填料领域需解决的问题16-17
• 1.6 研究意义及主要内容17-18
• 第2章 实验部分18-21
• 2.1 实验药品18-19
• 2.2 小型实验仪器19
• 2.3 材料表征仪器及方法19-21
• 第3章 VFSS材料的一步合成条件研究21-34
• 3.1 引言21
• 3.2 VFSS材料的制备21-23
• 3.3 不同因素对VFSS材料合成的影响23-29
• 3.3.1 TEOS用量对VFSS材料形貌尺寸的影响23-25
• 3.3.2 温度对VFSS形貌尺寸的影响25-26
• 3.3.3 氨水滴加速度对VFSS形貌尺寸的影响26-28
• 3.3.4 反应时间对VFSS材料形貌尺寸的影响28-29
• 3.4 各反应条件对VFSS材料形貌尺寸影响的机理讨论29-33
• 3.5 本章小结33-34
• 第4章 一步合成法制得VFSS材料的修饰及色谱应用34-43
• 4.1 引言34
• 4.2 VFSS材料的修饰及色谱应用相关实验操作34-35
• 4.2.1 VFSS材料的修饰实验操作34
• 4.2.2 VFSS材料及C-VFSS材料的色谱柱填装操作34-35
• 4.2.3 VFSS材料及C-VFSS材料的色谱应用操作35
• 4.3 VFSS材料的修饰结果讨论35-37
• 4.4 VFSS和C-VFSS材料的色谱应用测试37-41
• 4.4.1 色谱分离中的疏水保留机理37-39
• 4.4.2 色谱分离中的 π-π 共轭保留机理39-40
• 4.4.3 VFSS柱及C-VFSS柱的重现性40-41
• 4.5 本章小结41-43
• 第5章 乙烯基-点击化学联用方法对介孔泡沫材料的改性43-52
• 5.1 引言43-45
• 5.2 实验方法45-46
• 5.2.1 球形MCF材料的合成45-46
• 5.2.2 MCF材料的乙烯基功能化46
• 5.2.3 VMCF材料的点击反应修饰46
• 5.3 结果与讨论46-51
• 5.3.1 乙烯基-点击化学联用修饰球形MCF材料对形貌的影响46-47
• 5.3.2 乙烯基-点击化学联用修饰球形MCF材料对化学基团的影响47-49
• 5.3.3 乙烯基-点击化学联用修饰球形MCF材料对孔道的影响49-51
• 5.4 本章小节51-52
• 第6章 结论与展望52-54
• 6.1 结论52-53
• 6.2 展望53-54
• 参考文献54-59
• 致谢59-61
• 个人简历及在学期间发表的学术论文61

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 ;Preparation and functionalization of mesoporous silica spheres as packing materials for HPLC[J];Particuology;2008年03期

  本文关键词：乙烯基硅球的合成及其作为高效液相色谱固定相的应用，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：295934