本文選題：離子色譜 + 水熱碳化��； 參考：《浙江大學(xué)》2017年博士論文

【摘要】：作為色譜技術(shù)的重要分支,離子色譜已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于有機和無機陰陽離子的檢測,成為環(huán)境監(jiān)測、食品、醫(yī)藥及化工等行業(yè)不可缺少的分析技術(shù)手段。色譜的分離性能主要取決于色譜固定相,離子色譜也不例外�，F(xiàn)代離子色譜固定相的基質(zhì)主要為芳香類聚合物,其制備過程需要特殊的工藝,所用有機試劑也易對環(huán)境造成污染;另一方面,此類基質(zhì)表面與易極化陰離子(如I-和ClO4-等)間存在特異性作用,如范得華力,π-π作用,陰離子-π作用以及其他作用,可能對易極化陰離子的色譜分離過程產(chǎn)生很多不利影響,如強保留和峰拖尾等。因此設(shè)計新型綠色、高親水性固定相以實現(xiàn)目標(biāo)物高效和高選擇性地分離仍是現(xiàn)代離子色譜研究領(lǐng)域的重要目標(biāo)之一。本文基于糖類的水熱碳化過程制備出單分散的水熱碳微球和水熱碳納米球,對其進行季銨化改性,并應(yīng)用于陰離子交換色譜固定相中。第一章介紹了離子色譜固定相的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀,主要討論了陰離子交換固定相的研究情況,從固定相基質(zhì)材料的角度將其分為:基于聚合物、硅膠和其他基質(zhì)(包括金屬氧化物和多孔石墨化碳)的三類陰離子交換固定相,并對它們各自的優(yōu)勢和缺陷進行了一定的總結(jié)評價。同時,也簡要綜述了生物質(zhì)水熱碳球的研究進展及其在各領(lǐng)域的應(yīng)用,重點評價了水熱碳球的合成途徑和表面性質(zhì),從而為水熱碳球在離子色譜柱填料中的應(yīng)用研究提供理論支持。第二章主要提出了一種簡單、綠色的水熱碳納米球修飾方法,可在水熱碳球表面引入可控層數(shù)的季銨聚電解質(zhì)。通過基于胺和雙縮水甘油醚類試劑引發(fā)的超支化反應(yīng),水熱碳納米球的聚電解質(zhì)修飾過程可以在60℃的水溶液中高效地完成,并利用掃描電鏡、紅外光譜和X射線光電子能譜等表征手段證實了方法的有效性。該法保持了水熱碳納米球的單分散性,提高了其在水中的分散性。最后,通過十八胺與功能化碳納米球上聚電解質(zhì)末端環(huán)氧基的開環(huán)反應(yīng)制備出十八胺功能化水熱碳納米球,顯示出聚電解質(zhì)修飾法在制備功能碳材料方面的潛能。第三章開發(fā)了一種水熱碳納米球附聚型陰離子交換固定相的制備方法�；陟o電吸引作用,將聚季銨電解質(zhì)修飾的水熱碳納米球包覆在聚苯乙烯二乙烯基苯基質(zhì)表面形成離子色譜柱填料,這種核殼結(jié)構(gòu)通過掃描電鏡表征得到證實。自制色譜柱能夠?qū)崿F(xiàn)常規(guī)陰離子、易極化陰離子、小分子脂肪酸和芳香酸的基線分離,其中對F-分離柱效為24900N/m。由于水熱碳球自身的高度親水性使得所得色譜峰的峰形具有良好的對稱性,易極化陰離子如N03-和I-的不對稱因子分別為1.06和1.10。最后,將制備的色譜柱用于可樂飲料中磷酸鹽分析中。第四章通過水熱碳納米球的高溫煅燒法制備含碳量更高和機械強度更好的碳納米球,并利用第二章所示的聚季銨電解質(zhì)修飾法,基于磺基化聚苯乙烯-二乙烯基苯基質(zhì),得到碳納米球附聚型陰離子交換劑�？疾炝怂蒙V柱填料的表面形貌、含氮量、柱容量以及對無機陰離子和小分子有機酸的分離性能,最后將所得色譜柱應(yīng)用于雪碧飲料中檸檬酸的測定中。由于碳納米球的剛性提高了固定相的滲透性,所得色譜柱的平均柱壓大大低于水熱碳納米球附聚型色譜柱。第五章基于聚丙烯酸鈉輔助的蔗糖水熱碳化過程建立了一種高效、可控的微米級單分散碳微球的合成方法。單分散碳微球的粒徑為1-5 μm,可以通過改變蔗糖濃度、反應(yīng)時間和溫度等水熱條件得到有效調(diào)控。掃描電子顯微鏡、元素分析和紅外光譜等表征結(jié)果說明聚丙烯酸鈉的加入并未改變水熱碳微球的化學(xué)性質(zhì)。這一制備方法在高蔗糖濃度(660 g/L)和放大實驗(5倍)條件下依然有效;同時,通過空氣氛圍中的高溫碳化過程即可在保持其表面形貌和分散性基本不變的前提下,將無孔的水熱碳球轉(zhuǎn)化為多孔碳球。這些結(jié)果為單分散無孔或多孔的大尺寸碳微球的工業(yè)化批量制備開辟了道路。第六章以粒徑3.4 μm的單分散水熱碳微球為基質(zhì),采用聚季銨電解質(zhì)修飾法制備出水熱碳微球接枝型陰離子交換劑。通過調(diào)節(jié)水熱碳微球表面的聚季銨電解質(zhì)鍵合層數(shù),所得固定相的交換容量可在26-92 μmol范圍內(nèi)變化。兩周淋洗液沖洗測試結(jié)果表明所得固定相的色譜性能在氫氧根流動相中具有良好的穩(wěn)定性和重復(fù)性。不同交換容量的固定相不僅可以有效分離各類陰離子,如常規(guī)無機陰離子、易極化陰離子和一元羧酸,還實現(xiàn)了四種糖類的基線分離,且所得色譜峰均具有較好的對稱性。最后,將高交換容量的固定相用于測定茶葉樣品內(nèi)氟離子含量。
[Abstract]:On the other hand , the research progress of the stationary phase of ionic liquid chromatography and its application in various fields are discussed . A method for synthesizing micro - sphere graft type anion exchanger with high efficiency and controllable size can be obtained by changing sucrose concentration , reaction time and temperature . The results show that the chromatographic performance of single dispersed carbon microsphere is 1 - 5 渭m .
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TQ127.11;TQ425

【參考文獻】

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本文編號：2058805