Исследование адсорбционных свойств поверхности Силохрома С-80, модифицированного ализаринатами металлов
Аннотация
В аналитической практике газовой хроматографии адсорбенты на основе диоксида кремния находят широкое применение в целях разделения и концентрирования смесей органических соединений различного состава. Для решения конкретных задач необходимо получать новые сорбционные материалы с закрепленными функциональными группами, слоями или элементами, путем варьирования которых меняется число и типы адсорбционных центров исходных кремнеземов. В качестве перспективных модифицирующих добавок, представляющих особый интерес, применяют хелатные комплексы переходных металлов, в том числе импрегнированных в виде адсорбционных слоев. В данной работе получены и исследованы физико-химическими методами кремнеземы на основе Силохрома С-80, модифицированного ализаринатами никеля, меди и кобальта. Термическим анализом установлено, что ализаринат меди устойчив до 300°С, ализаринаты никеля и кобальта – до 280°С. С помощью адсорбционной порометрии показано, что модифицирование кремнезема приводит к снижению средних диаметров и суммарных объемов пор, площадей удельной поверхности от 84 до 76 м²/г. Методами ИК-и КР-спектроскопии доказано закрепление хелатов на поверхности SiO2.
Газохроматографическим методом изучены процессы адсорбции органических соединений (н-алканов, нитрометана, гептена-1, ароматических углеводородов, кетонов и спиртов), способных к различным типам межмолекулярных взаимодействий. Импрегнирование SiO2 ализаринсодержащими хелатами приводит к изменению констант Генри адсорбции при варьировании иона металла в составе комплекса в ряду Ni2+˂Co2+˂Cu2+, теплоты и энтропии адсорбции по отношению ко всем сорбатам. Нанесение комплексных соединений на поверхность Силохрома С-80 способствует изменению вкладов специфических взаимодействий в теплоту адсорбции. При этом наибольшие значения ∆q̅dif,1(спец) характерны для органических соединений, склонных к донорно-акцепторному и π- комплексообразованию.
Согласно анализу компенсационных термодинамических зависимостей q̅dif,1 - ∆S̅S1,c показано, что энтропия является определяющим термодинамическим параметром при адсорбции тестовых соединений на поверхности исследуемых хроматографических материалов.
Скачивания
Литература
Lisichkin G.V. Himija Privitykh Poverhnostnykh Soedinenij. M. Fizmatlit. 2003, 592 p. (In Russ.)
Rykowska I., Wasiak W. Polyamine complexes of copper(II) and chromium(III) for the analysis of nucleophilic compounds by complexation gas chromatography. Chromatographia. 2000; 51: 623-629.
Bielecki P., Wasiak W. Cyclam complexes of Cu(II) and Co(II) as station-ary phases for gas chromatography. J. Chromatogr. A. 2010; 1217: 4648-4654.
Zhuravlev L.T. The surface chemis-try of amorphous silica. Zhuravlev model. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. 2000; 173: 1-38.
Rykowska I., Wasiak W. Recent advances in gas chromatography for solid and liquid stationary phases containing metal ions. J. Chromatogr. A. 2009; 1216: 1713-1722.
Shmelev A.A., Filippova E.O., SHafigulin R.V., Bulanova A.V. Sintez i izuchenie adsorbcionnyh svojstv me-zoporistyh kremnezemov, modificirovannyh nikelem i med'yu. Sorbtsionnye i khromato-graficheskie protsessy. 2018; 18(6): 836-843. (In Russ.)
Zhuang G., Pedetti S., Bourlier Y. New Insights into the Structure and Degra-dation of Alizarin Lake Pigments: Input of the Surface Study Approach. J. Phys. Chem. 2020; 124(23): 12370-12380.
Zhu L., Bai Y.-L., Xing F., Li M.-X. Bis(2-pyridylmethyl)amine-functionalized alizarin: an efficient and simple colorimetric sensor for fluoride and a fluorescence turn-on sensor for Al3+ in an organic solution. J. Dalton Transaction. 2019; 48(15): 5045-5047.
Faustova Zh.V., Pahnutova E.A., Matveeva T.N., Slizhov Yu.G. Ad-sorbcionnye svojstva poverhnostnyh sloev silikagelya, modificirovannyh acetilacetona-tami perekhodnyh metallov. Vestnik MGTU im. N.E. Baumana. Ser. Estestvennye nauki. 2018; 2: 114-125. (In Russ.)
Onuchak L.A., Burmatnova T.S., Spiryaeva E.A. Kuraeva Yu.G., Belousova Z.P. Sorbcionnye i selektivnye svojstva bi-narnogo zhidkokristallicheskogo sorbenta na osnove 4-metoksi-4ˈ-etoksiazoksibenzola i acetilirovannogo βciklodekstrina. Zhurn. fiz. himii. 2012; 86(8): 1424-1434.
Lopatkin A.A. Entropiya adsorbcii. Ross. him. zhurnal. 1996; 40(2): 5-18.
Parkaeva S.A., Belyakova L.D., Revina A.A., Larionov O.G. Ad-sorbcionnye svojstva kremnezema, modifi-cirovannogo stabil'nymi nanochasticami pal-ladiya, po dannym gazovoj hromatografii. Sorbtsionnye i khromatograficheskie protsessy. 2010; 10(5): 713-722.
Nakamoto K. IK-spektry i spektry KR neorganicheskih i koordinacionnyh soedinenij. M. Mir. 1991. 536 p