Физико-химические свойства сорбента на основе силикагеля с привитым комплексом медьацетоуксусного эфира

Аннотация

Нанопористые минеральные оксиды способны радикально менять свои физико-химические свойства в результате химического модифицирования поверхности, что способствует развитию методов направленного синтеза материалов на их основе и широкому применению в условиях газовой хроматографии. Целью данной работы является получение газохроматографического сорбента с привитым слоем медьацетоуксусного эфира методом последовательной сборки на поверхности Силохрома С-120 через стадию его хлорирования.

Данные термического анализа свидетельствуют об устойчивости исследуемого комплекса этилацетоацетата меди до 210°С. Методом адсорбционной порометрии установлено, что в результате химического модифицирования SiO₂ происходит сокращение площади удельной поверхности и пористости. По результатам элементного анализа рассчитаны количество привитого слоя, поверхностная плотность привитых групп, толщина слоя этилацетоацетата меди на поверхности силикагеля.

Процессы адсорбции органических соединений (н-алканов, галогензамещенных алканов, 1-нитропропана, гептена-1, ароматических углеводородов, кетонов и спиртов), способных к различным типам межмолекулярных взаимодействий с Силохромом С-120 и сорбентом на его основе исследованы газохроматографически. Модифицирование SiO₂ этилацетоацетатом меди приводит к выраженному повышению констант Генри адсорбции спиртов, кетонов и ароматических углеводородов, обусловленному проявлением донорно-акцепторных, ориентационных и π-взаимодействий адсорбат-адсорбент. Рассчитанные термодинамические характеристики (q̅_dif,1 и) указывают на повышение адсорбционного потенциала нового сорбента, отражающееся в возрастании теплот и энтропии адсорбции тестовых соединений. На основе экспериментальных данных определено, что химическое модифицирование SiO₂ медьацетоуксусным эфиром приводит к увеличению вклада специфических взаимодействий в теплоту адсорбции, при этом наибольшие значения Δq̅_{dif,1(спец)} характерны для органических соединений, склонных к образованию водородных связей и донорно-акцепторному комплексообразованию. Анализ компенсационных термодинамических зависимостей показал, что определяющим термодинамическим параметром при адсорбции органических соединений на исследуемых сорбентах является энтропия. Полученный сорбент апробирован для разделения смесей органических соединений различных классов, в числе которых предельные и непредельные углеводороды, спирты, альдегиды и кетоны.