ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Преимущества и недостатки применения адсорбентов в газовой хроматографии из "Молекулярные основы адсорбционной хром аграфии" Важным существенным преимуществом использования адсорбции в молекулярной хроматографии по сравнению с растворением в неподвижной жидкой фазе является, как было отмечено во введении, одностороннее воздействие поля молекулярных сил адсорбента на молекулы разделяемых компонентов [1, 2]. Кроме того, поскольку атомы или ионы в твердых адсорбентах связаны короткими химическими связями, концентрация на поверхности адсорбентов силовых центров, участвующих в межмо-лекулярном взаимодействии с молекулами компонентов, сравнительно высока. Так, на базисной грани графита она составляет 38 атомов углерода на 1 нм . То же относится к неорганическим солям и непористым или макропористым оксидам. При достаточной однородности поверхности это приводит к усилению межмолекулярных взаимодействий адсорбат —адсорбент и позволяет достичь большой селективности разделения. Высокая термостойкость многих неорганических адсорбентов обеспечивает отсутствие фона в детекторах, вызываемого летучестью или термической деструкцией неподвижной жидкой фазы в газожидкостной колонне, и позволяет использовать наивысшую чувствительность детектора при высоких температурах колонны. Однако высокая поверхностная концентрация силовых центров у таких адсорбентов, благодаря значительной энергии адсорбции, не позволяет хроматографировать вещества с большой молекулярной массой даже при самых высоких температурах (400— 450°С). В таких случаях следует снижать концентрацию силовых центров на поверхности адсорбента. [c.15] К этому надо добавить, что благодаря высокой термостойкости химически инертные адсорбенты имеют исключительно важное значение для концентрирования примесей и их быстрой термодесорбции с адсорбента-накопителя с последующим анализом на хроматографических колоннах с такими высокочувствительными детекторами, как масс-спектрометры, когда фон, создаваемый термодеструкцией накопителя, снижает чувствительность анализа. [c.16] Преимущества одностороннего воздействия на молекулы хроматографируемых компонентов со стороны поверхности непористых и макропористых адсорбентов с небольшой, но достаточно однородной поверхностью и возможность выбора и регулирования ее химического состава особенно важны для хроматографии различных изомеров, молекулы которых лишь незначитель-. но различаются или геометрией, или распределением электронной плотности, или обеими этими особенностями их структуры. [c.16] Для газов и легко летучих низкомолекулярных веществ обеспечение достаточной емкости колонны достигается либо путем понижения ее температуры, либо путем увеличения удельной поверхности [3]. В последнем случае неизбежен переход к более неоднородным, а затем и к весьма тонкопористым адсорбентам вплоть до молекулярноситовых углей и цеолитов. Однако при использовании таких микропористых адсорбентов в значительной степени теряется преимущество одностороннего воздействия адсорбента на молекулу и значительно увеличивается энергия адсорбции, что резко ограничивает применение таких адсорбентов в разделительных аналитических колоннах, а также их применение для физико-химических исследований адсорбции и межмолекулярных взаимодействий газохроматографическим методом. [c.16] По однородности твердые адсорбенты благодаря различным дефектам их поверхности уступают применяемым в газожидкостной хроматографии жидким фазам. Однако для ряда адсорбентов степень однородности поверхности может быть сильно повышена. В случае же жидких фаз, наносимых на макропористый носитель или стенки капилляров, при имеющейся тенденции к уменьшению толщины пленок, проявляются адсорбционные эффекты как на поверхности жидкости, так и на поверхности носителя или капилляра [7]. Это также заставляет принимать меры по устранению неоднородности и этих поверхностей. [c.16] В последующих разделах этой главы кратко рассматриваются адсорбенты, применяемые для газовой хроматографии, а также приводятся типичные хроматограммы, иллюстрирующие качественные закономерности удерживания на них молекул разного строения. Мы начнем с простейшего случая одноатомных непористых неполярных адсорбентов, на которых молекулы разделяются в основном в порядке величин энергии универсального неспецифического дисперсионного притяжения, далее рассмотрим соли, ионами которых на поверхности создается электростатическое поле, поляризующее неполярные молекулы и ориентирующее диполи и квадруполи полярных молекул. Далее мы рассмотрим оксиды и роль образования водородных связей молекул с гидроксилированными поверхностями оксидов. Затем будет рассмотрено адсорбционное модифицирование поверхности неорганических адсорбентов-носителей, в частности путем нанесения монослоев органических молекул и макромолекул. Оно является важным способом перехода от неорганических к разнообразным по химической природе органическим адсорбентам при сохранении, а иногда и улучшении геометрической однородности поверхности адсорбента-носителя. После этого мы рассмотрим кратко пористые органические полимерные адсор-. бенты, а также использование соединений включения и жидких кристаллов. [c.17] Вернуться к основной статье