[发明专利]一种耐碱型硅胶基质色谱固定相填料材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种耐碱型硅胶基质色谱固定相填料材料的制备方法，属于化工材料技术领域。本发明主要采用在硅胶球表面包覆多层纳米氧化钛粒子过程中，阴离子表面活性剂在水中离解而带负电荷，吸附在硅胶表面，使硅胶球表面带有负电荷，自通过正负电荷之间的静电作用，胶粒吸附在硅胶球的活性部位，形成一层粒子膜，通过有机单分子膜和胶粒之间的层层自组装即可制得多层微球，从而制备复合填料材料，通过硅胶被具有较高化学稳定性的氧化钦包覆完全，使处于内核的硅胶球不能被碱液所溶解，即制备的复合填料材料具有优异的耐碱性能，填料表面呈弱酸性，其酸强度低于球的酸度，并且随着热处理温度的升高，酸性降低，所以更适于碱性物质的分离。

技术领域

本发明涉及一种耐碱型硅胶基质色谱固定相填料材料的制备方法，属于化工材料技术领域。

背景技术

色谱柱是高效液相色谱（HPLC）系统的核心，不同性能的固定相是HPLC方法发展的基础。球形硅胶作为开发最早、研究最为深入的HPLC固定相基质，已经被广泛应用于HPLC的多种分离模式。采用不同方法制备得到的硅胶基质在物理化学特征和色谱性能等方面差别极大，发展创新性特殊形貌的单分散硅胶基质的制备方法对于进一步拓宽HPLC的应用范围具有重要意义。

HPLC不仅是一种有效的分析分离手段，也是一种重要的高效制备分离技术，其选择性好、分离效能高，广泛应用于生物、医药、食品、环保、石油化工等领域。色谱柱是HPLC系统的核心，能够产生有效分离的色谱填料技术的发展，是HPLC技术发展的一个有效驱动力。

常用的HPLC填料按基质不同可分为三类：无机基质、有机基质和有机-无机复合基质填料。无机基质填料机械强度高，在任何介质中均呈现不可压缩性，且色谱柱柱效高，是色谱填料研究和应用的主流。硅胶以其柱效高、机械强度高，物理性质如粒径分布、孔结构、比表面积易于控制，表面易改性等优点，是最主要的HPLC固定相基质。早期经典液相色谱填料通常是30~40um、40~60um或更大粒径的不定形硅胶，这些硅胶由更大粒径的硅胶研磨，再经过粒径分级得到，柱效仅为1000/m；70年代后期，不定形桂胶填料应用于HPLC，柱效25000/m；80年代至今，在分析型色谱柱领域，5~10um不定形硅胶填料逐渐取代了无定形硅胶填料，柱效可达50000~80000/m；90年代初，亚2um硅胶填料用于HPLC的快速分离成为一种新的发展趋势。有机基质材料主要为有机聚合物和石墨碳，此类材料克服了硅胶基质填料不耐强酸强碱的缺点，化学稳定性好，pH值适用范围宽，疏水保留性很强，近年来获得飞速的发展。与相同粒度硅胶基质色谱柱相比，其主要缺点是柱效低，且在不同有机改性剂中溶胀程度不同，只能应用于单一有机改性剂的等度分离。有机-无机复合材料结合了无机材料的高效性，优良的机械强度以及有机材料的耐热性，pH使用范围宽等特点，日益受到人们的重视。

应用于HPLC填料的硅胶微球主要有全多孔型和无孔型两种类型。全多孔微球很好地兼顾了众多理想性能：效能、样品荷载量、耐久性、方便性以及有效利用率等，所以最为常用。实心微球色谱填料有一实芯核，起作用的是其表面很薄的外壳，通常为1.5~2.5um，因其快速传质的动力学过程，对大分子有突出的分离效能，但其比表面积较小，样品容量有限，所以仅适用于分析型HPLC。此外，还有核/壳型、大孔型、双孔径、整体柱等结构类型的硅胶微球。核/壳型填料由实心的核和多孔的壳层组成，能有效减小溶质在填料中的涡流扩散，实现组分的快速分离。

HPLC已成为化学、生化、医学、工业、农业、环保、商检和法检等学科领域中重要的分离分析技术，是分析化学、生物化学和环境化学工作者手中必不可少的工具。人们对硅胶纯度、形貌、粒度及其分布、化学稳定性、机械稳定性的要求越来越高。作为HPLC心脏的色谱柱和色谱填料，不仅反映色谱方法的水平，也是一种量大面广的消耗品。采用不同方法制备得到的硅胶基质在物理化学特征和色谱性能等方面差别极大，发展创新性的特殊形貌单分散硅胶基质的制备方法对于进一步拓宽HPLC的应用范围具有重要意义。

发明内容