[发明专利]一种核壳型有序杂化介孔色谱填料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及多孔材料制备与分析化学技术领域，具体涉及一种核壳液相色谱填料及其制备方法。 

背景技术

杂化介孔材料是近年来新兴的一类功能材料，是指采用有机基团桥联的硅酯[(R₂O)₃Si-R₁-Si(OR₂)₃]作为硅源之一，经水解聚合反应后直接制备出骨架中含有有机基团的介孔硅胶。与无机介孔硅胶相比，杂化介孔硅胶不仅同样具有高比表面积、规则排列的孔道、窄的孔径分布，而且具有更好的水热稳定性、机械稳定性及化学稳定性，成为一类具有较高应用价值的杂化材料。通过在制备过程中直接将有机官能团引入到材料骨架中制备的杂化材料，能够有效避免繁琐的键合过程。同时，有机官能团的引入量和分布均匀性可以得到很好的控制。将杂化介孔硅胶用于色谱分离中，具有较好的应用前景。 

核-壳型材料是以一个尺寸在微米至纳米级的球形颗粒为核，在其表面包覆数层均匀纳米聚合物而形成的一种复合多相结构，核与壳之间通过物理或化学作用相互连接。自40年前Horvát团队提出核壳型固定相的概念以来，该种填料发展良好，成为色谱柱填料中的新秀。核壳型填料较之全多孔的填料，具有更高的理论塔板数(3μm的核壳与亚2μm的全多孔结构柱效相当)，主要是由于溶质在颗粒中的运行路径缩短，可以克服由于传质阻力引起的峰形扩散。目前商品化的核壳型色谱填料已有很多，硅胶基质核壳材料得到了最为深入的研究，它们具有较好的色谱性能，比如pH稳定性，较高的柱效，较好的分离选择性等。但是由于核壳型填料结构的特殊性，所含有机官能团负载量少，背压高，在实际应用中仍会遇到一些问题。而杂化介孔材料具有高的比表面积，有机官能团负载量高；贯穿的孔道，低背压的优点，可以很好的解决核壳型填料带来的问题，因此将两者结合起来，势必成为一类新型的易于普及的色谱固定相。并且文献查阅也未见有关于杂化介孔类的核壳型填料的报道，因此本课题具有一定的创新性和适用价值。 

发明内容

发明目的：本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种新型的核壳液相色谱填料。 

本发明的另一目的在于提供上述核壳液相色谱填料的制备方法。 

技术方案：为了达到上述目的，本发明具体是这样来实现的：一种核壳液相色谱填料，内层为无孔硅胶，外层包覆由1，2-二(三乙氧基硅基)乙烷水解缩聚成的骨架中掺杂-CH₂-CH₂-基团的有序杂化介孔材料。 

其中，所述填料外层包覆的有序杂化介孔硅胶骨架除可掺杂-CH₂-CH₂-基团外，还可掺杂-CH＝CH-，-C₆H₄-基团。 

一种核壳液相色谱填料的制备方法，包括以下步骤： 

(1)按体积比150～250∶40～80∶60～120取氨水、乙醇和去离子水混合制成A液，将A液与正硅酸乙酯按体积比1～3∶1在冰浴条件下混合搅拌0.5h～2h，将得到的产物用去离子水和乙醇洗涤至中性，80～100℃干燥8～10h，得到具有球形形貌的无孔硅胶； 

(2)将得到的无孔硅胶进行酸化反应，并将产物用去离子水洗至中性，80～100℃干燥10～12h； 

(3)按体积比1∶1～5将乙醇和去离子水混合，加入0.1～0.8％(w/v)十六烷基三甲基溴化铵、1～10％(w/v)P123嵌段共聚物，制成B液； 

(4)按体积比1∶1～5将乙醇和去离子水混合，取酸化后的无孔硅胶加入其中，每100ml溶液加入1～8g无孔硅胶，并超声10～30min，加入上述总体积2～10％的28％氨水，室温搅拌15～20min； 

(5)按体积比1∶1～3将B液加入步骤(4)所得，逐滴加入混合液体积0.5～6％(v/v)1，2-二(三乙氧基硅基)乙烷，室温反应1～1.5h，离心得产物，得到包覆一层骨架中掺杂-CH₂-CH₂-的有序杂化介孔硅胶的核壳型材料； 

(6)用乙醇及去离子水将步骤(5)所得核壳型材料洗涤至中性，80～90℃烘干8～10h； 

(7)按体积比200∶1～8取乙醇、浓盐酸混合成脱模板剂，每1g步骤(6)产物分两次用200ml脱模板剂在室温下搅拌12h； 

(8)将步骤(7)所得产物用去离子水洗涤至中性，80～90℃干燥8～10h，即得到成品核壳液相色谱填料。