[发明专利]高抗腐电弧喷涂锌铝合金涂层封孔剂与制备工艺及其应用

说明书

技术领域

本发明属于色谱固定相领域，具体涉及一种用于色谱填充的核壳颗粒及其制备方法。

背景技术

二氧化硅(SiO₂)基质的微米级球形单分散颗粒是目前色谱分离中应用最多的一种固定相。这种颗粒的合成方法主要为堆砌硅珠法[Kirkland J J.USP.3782075,1974]，溶胶-凝胶法[von Hohenesche C.du F.,Ehwald V.,Unger K.K.J.Chromatogr.A 2004,1025,177-187.]和模板法[Kresge C.T.,Leonowicz M.E.,Roth W.J.,Vartul i J.C.,Beck,J.S.Nature 1992,359:710-712]。采用堆砌硅珠法可以制备不同粒径的硅胶颗粒，但制备得到的颗粒存在粒径和孔径分布范围宽的缺点。溶胶凝胶法可以制备得到粒径分布窄的颗粒，但所得颗粒基本为无孔颗粒且粒径小于1微米。模板法可以制备得到粒径在微米级的颗粒，但制备得到的颗粒存在比较严重的粘连。

核壳颗粒是2008年之后才逐渐发展起来的一种新型色谱填充固定相。目前，这种颗粒的制备基本采用层层组装法，即先制备无孔的二氧化硅核，然后再将纳米级的硅胶颗粒通过层层组装的方法，一层一层的修饰到无孔颗粒表面，通过控制修饰的层数来控制壳层的厚度。这种核壳颗粒的制备工艺多达100多步，且每一步都必须严格控制合成工艺，因而制备难度较高。

另外，采用溶胶凝胶法也可以制备得到核壳颗粒，且步骤简单。但采用目前已有的溶胶凝胶法制备核壳颗粒，存在制备得到的颗粒易粘连且壳层厚度和孔径不易控制等缺点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于色谱填充的核壳颗粒及其制备方法，能够有效控制其壳层厚度及孔径。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

一方面，一种用于色谱填充的核壳颗粒，包括无孔SiO₂核、及修饰于无孔SiO₂核表面的多孔SiO₂壳层，其特征在于：所述无孔SiO₂核为100nm-10μm的无孔SiO₂颗粒；所述多孔SiO₂壳层通过两相法修饰于无孔SiO₂核表面，多孔SiO₂壳层的厚度为10-500nm，且表面具有放射状孔结构，其孔径为2-100nm，核壳颗粒的比表面积为10-600m²/g。

所述无孔SiO₂核为0.5-3μm的无孔SiO₂颗粒。

所述多孔SiO₂壳层的厚度为10-200nm。

所述整个核壳颗粒表面的孔径为3-30nm，比表面积为15-300m²/g。

另一方面，一种用于色谱填充的核壳颗粒的制备方法，将0.5-6g直径为100nm-10μm的无孔SiO₂颗粒作为无孔SiO₂核分散到15-18mL的H₂O中，加入0.46-5.52mL的异丙醇、0.3-3.6g的尿素、0.5-6g的模板试剂、0.5-6mL的正硅酸四乙酯、15-180mL的非极性溶剂，通过搅拌、升温至60-150℃、静止状态下反应，其中，升温时的搅拌速度控制在0-1500rpm；将反应后得到的产物过滤，用去离子水清洗数遍；去除滤后滤饼中的模板试剂。

上述去除模板试剂的方式可采用在烘箱中干燥、再冷却至室温后放入坩埚中，以0.5-2℃/min升温至550-1000℃，保持2-12h，然后随炉冷却至室温；或者采用HCl乙醇溶液或硝酸铵水溶液，在回流状态下反应6-24h。

上述异丙醇可采用碳数从1至10的醇类试剂中的任一种替代，如甲醇、乙醇、正丁醇、正戊醇等。

所述尿素可采用其它水解后可产生氨的一类试剂如甲酰胺、N,N-二甲基甲酰胺或碳酸氢铵替代。

所述正硅酸四乙酯(TEOS)可采用硅酸钠替代。

所述非极性溶剂为环己烷、正己烷、乙醚、苯、甲苯、四氯化碳中的任一种。