Введение к работе
Актуальность теми. В настоящее время газо-адсорбционная хроматография является одним из важных физико-химических методов исследования системы газ-твердое тело, позволяющим на основе-термодинамических характеристик взаимодействия в системе сорбзт-сор-бент сформулировать требования к свойствам сорбентов и направленно регулировать'их синтез, способствуя тем самым эффективному, решению различных аналитических задач.,
В последнее время внимание исследователей привлечено к полимерным сорбентам, содержащим функциональные группы различной химической природы, благодаря чему возможно проводить газохромато-гр фическое разделение соединений разных класссв. Легкость варьирования геометрической структуры сополимеров и их химии поверхности, позволяет получать широкий набор сорбентов, селективных к определенным классам веществ. Кроме того, широкий спектр полярности сополимеров делает их удобными объектами для изучения меж-молёкулярных взаимодействий в системе сорбат-сорбент. В связи с этим актуальной задачей является разработка бесстандартного метода оценки полярности и селективности сорбентов, количественное описание способности поверхности сорбента к проявлению межмолекулярных взаимодействий различного типа и влияния химии поверхности на газохроматографические свойства сорбентов.
Цель и задачи работы Целью настоящей работы являлось изучение газохромэтографических свойств нового класса сорбентов -серосодержащих метакрилатных полидіеров.'в том числе модифициро-ваных' этилендизкином и катионами переходных металлов. Также'ставилась цель разработать метод, позволяющий количественно оценить способность сорбентов к проявлению различных видов межмолекуляр- ных ьзаимодействий в условиях газовой хроматографии, и на его основе оценить полярность и селективность сорбентов.
В связи с поставленной целью в задачу работы входило: определение термодинамических характеристик взаимодействия органических веществ с серосодержащихи метакрилатмыми полимерами в условиях газоаой хроматографии;
установление влияния модифицирования исходного сополимера
этилендизмином и катионами переходных металлов на полярность сорбентов и их способность к проявлению различных типов межмолекулярных взаимодействий (ММВ);
разработка математического выражения для описания характеристик удерживания на основе молекулярных параметров сорбатов.
Научная новизна. Впервые изучены газохроматогрзфические свойства серосодержащих метакрилатных полимеров, в том числе модифицированных катионами переходных металлов (никель, кобальт, . медь, цинк), ч установлена зависимость свойств сорбента от природы и количества катиона металла, нанесенного на поверхность.
Предложены линейные выражения для моделирования энергий ад- сорбции и индексов Ковача органических сорбатов на полимерных сорбентах.
. Впервые для описания удерживания сорбатов в хроматографии, предложено использовать электронодонорные и электроноакцепторные энергетические константы молекул.
При описании дисперсионных взаимодействий при адсорбции предложен пространственный фактор G, вычисляемый из молекулярного индекса связанности первого порядка и мольного объема.
На основе многофакторного,регрессионного анализа разработан метод количественной оценки способности поверхности сорбента к проявлению различного типа ММВ. Показана возможность вычисления вкладов каждого типа взаимодействий (дисперсионного, ориентацион-ного, электроноакцепторного и электронодонорного) в общую энергию адсорбции и индексы Ковача органических веществ разных классов.
Практическая ценность Предложен новый тип сорбентов на основе сополимера эпитиопропилметакрилзта и этилендиметакрилата,сочетающих высокую специфичность к отдельным классам соединений с достаточно высокой хроматографической эффективностью. ,
Предложенный способ оценки газохроматографических свойств сорбентов позволяет предсказать их селективность к определенным классам органических вещест». Полученные уравнения позволяют моделировать индексы Ковача сорбатов,м ;априорно оценить способность сорбента к разделению конкрентых смесей. _ На защиту выносятся:
закономерности удерживания сорбатов разных классов на модифицированных серосодержащих сррбентах;
данные пс изучзнию г твдния,,природы и количества катиона на
- 5 ~
газохроматографические свойства сорбента; *
- линейное выражение зависимости энергий адсорбции и индек
сов Ковача на полимерных сорбентах от молекулярных параметров
сороатов;
- бесстьндартный метод оценки полярности сорбентов*
Апробация работы. Результаты докладывались на конференциях
молодых ученых ИФХ АН СССР (1989, 1990 гг.), на меклабораторном коллоквиуме отдела адсорбции и хроматографии ИФХ АН СССР, на мел-отраслевом научно-техническом семинаре по хроматографическим сорбентам и их модифицированию (Дзержинск, май 1989г.), на Всесоюзном семинаре по аналитической хро'^тографии (Москва, 1989), на седьмом Дунайском симпозиуме по хроматографии (Лейпциг,. 1989г.), на 18 международном симпозиуме по хроматографии (Амстердам, 1990 г.), на всесоюзной конференции "Теория и практика газовой хрома-тогозфии" (Горький, 1990 г.).
Публикации. По результатам исследования опубликовано две статьи, и шесть тезисов докладов.