[发明专利]一种含有碳纳米管的离子色谱整体柱

说明书

技术领域

本发明涉及一种整体型离子色谱固定相的制备方法及其应用，特别是涉及一种碳纳米管复合材料的制备方法及其作为离子色谱柱的应用。

 

背景技术

有机物整体柱发源于二十世纪90年代初期，已经逐渐应用于反相色谱、疏水色谱、亲水色谱以及毛细管电色谱等领域。整体柱有很高的通透性，能够高效快速分离如蛋白质、DNA和合成高分子等等大分子物质；但整体柱结构中的小孔很少，因此分离小分子物质时分离效果较差。目前，整体柱主要应用于复杂样品中生物大分子的分离，很少应用于小分子的分离，所以，设计开发针对小分子和离子型物质的整体柱材料已成为分离科学领域的一项挑战。

离子色谱广泛应用于离子型物质的分离和分析。目前已有一些课题组致力于研究新型的离子色谱有机整体柱，其中，有研究者通过动态修饰或在反相离子色谱柱上涂覆离子交换剂来制备整体型离子交换材料，但是由于涂覆层重现性较差和涂覆层对流动相组成和柱温的敏感，导致这类色谱柱的应用受到限制。为了克服这种问题，有研究者把离子交换基团通过共价键形式键合到固定相上，他们采用的离子交换基团包括阴离子交换基团如季铵基团、阳离子交换基团如磺酸基团以及两性基团等。

另外，还有一种提高柱效的方法就是加入纳米材料，特别是碳纳米管材料。碳纳米管具有很多特殊性能，如高比表面积、多孔性、低密度、良好的导热性和易化学修饰性，这些性能使它有潜力来提高色谱柱的分离效率，而且碳纳米管也在多个领域得到广泛应用，如催化剂、感应器、光学元件、复合材料和吸附剂等等。

在色谱领域，碳纳米管已应用关于气相色谱、液相色谱和毛细管电色谱。我们课题组层在液相色谱填充柱中加入碳纳米管，使其具有更好的机械性能、更高的比表面积和更好的分离效果。对于离子色谱有机整体柱而言，碳纳米管已被应用于毛细管反相色谱。碳纳米管能够提高这类色谱的分离效率和增长分离物质的保留时间，但是目前关于碳纳米管在离子色谱整体柱中的应用还未见到报道。

发明内容

本发明的目标是结合碳纳米管材料和整体型色谱固定相各自的优势，制备一种新型的含有碳纳米管材料的整体型离子色谱固定相。

具体技术方案如下：

本发明是一种整体型离子色谱柱的制备方法及其应用，通过制备碳纳米管-有机聚合物复合材料，显著提高色谱固定相的分离效率。

本发明采用碳纳米管材料，与丙烯酸酯类单体发生原位聚合反应，制备为一种新型的离子色谱固定相，具有很高的创新价值。 

本发明采用含有碳纳米管的新型离子色谱固定相分离常规阴离子，具有很高的分离效率和实用价值。

本发明具有如下优点和效果：

1. 本发明在整体型色谱固定相中加入碳纳米管材料，然后采用这种新型复合材料作为离子色谱固定相，分离5种常规阴离子，分离效率高；

2. 本发明采用了碳纳米管材料，显著提高了整体型色谱固定相的分离效率。

附图说明  

图1为采用含有碳纳米管的整体型色谱柱分离5种离子的色谱分离图；

图2为采用没有添加碳纳米管的整体型色谱柱分离5种离子的色谱分离图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明的技术方案作进一步说明：

本发明制备一种新型离子色谱固定相，通过制备碳纳米管-有机聚合物复合材料，得到一种新型色谱固定相，采用一个自制的阴离子交换色谱柱，通过离子色谱分析系统，用以分离5种常规阴离子，具有很高的分离效率；本发明将不含碳纳米管的固定相与含有碳纳米管的固定相进行对比，碳纳米管能够显著提高色谱柱的分离效率。

本发明利用一套自制的装置检测色谱固定相的分离性能，碳纳米管的加入能够有效提高色谱分离效率。