一种高比表面积表层多孔色谱固定相和制备方法与流程

本发明涉及液相色谱硅胶微球，尤其涉及一种高比表面积表层多孔色谱固定相和制备方法。

背景技术：

1、液相色谱法是一种常用的分离分析技术，具有高分辨率、高灵敏度和适用范围广等优点。固定相是液相色谱法中的关键组成部分，其性能直接影响到色谱分离的效果。现有的固定相主要包括全多孔固定相和核壳型固定相，然而，这两种固定相都存在一定的局限性。全多孔固定相虽然具有较高的比表面积，但其在色谱分离过程中容易产生涡流扩散，影响分离效果。核壳型固定相虽然能够降低涡流扩散的影响，但它的比表面积较小，所有孔道仅存在于微球的球形表面，样品载量小，无法应用于制备分离，且核壳型固定相多数属于小粒径微球（≤3 μm），背压高，无法广泛应用。因此，需要开发一种新型结构的液相色谱固定相，以克服现有技术的不足。

技术实现思路

1、本发明的目的在于解决现有技术中的上述问题，提供一种高比表面积表层多孔色谱固定相和制备方法，所采用的硅胶微球具有尺寸差异巨大的两级孔道结构，能够大幅降低传质阻力，同时具有更大的上样量、更低柱压和更高柱效。

2、为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种高比表面积表层多孔色谱固定相，包含硅胶微球，所述硅胶微球内部具有两级孔道结构，包括一级大孔道和二级介孔孔道；所述一级大孔道的孔径为100～500 nm，在色谱分离过程中作为流动相的通道；所述二级介孔孔道分布于所述一级大孔道的孔壁上，其孔径为5～30 nm，用于提供色谱分离所需的比表面积。

4、所述硅胶微球的比表面积为80～350 m2/g，粒径为1～10 μm。

5、所述硅胶微球的表面键合有功能基团。

6、所述功能基团包括c18。

7、所述的高比表面积表层多孔色谱固定相的制备方法，包括以下步骤：

8、1）将多孔二氧化硅微球与盐溶液混合，干燥后，在500～700℃下进行煅烧，随后洗涤，得到具有一级大孔道的二氧化硅微球；

9、2）将步骤1）得到的一级大孔道二氧化硅微球分散于醇-水混合溶剂中，加入模板剂和硅源，进行反应，使一级大孔道的孔壁上形成介孔涂层，再经过滤、洗涤、干燥后，于500～700℃下煅烧去除模板剂，得到高比表面积表层多孔二氧化硅微球；

10、3）对步骤2）得到的二氧化硅微球进行表面键合修饰，即得所述色谱固定相。

11、步骤1）中，所述多孔二氧化硅微球的孔径为8～12 nm，比表面积为300～400 m2/g；所述盐溶液为质量浓度5%～15%的氯化钠溶液；煅烧温度为600℃，时间为4～8小时。

12、步骤2）中，所述模板剂为十二胺；所述硅源为硅酸四乙酯；所述反应包括超声处理和静置过程；煅烧温度为600℃，时间为8～12小时。

13、步骤3）中，所述表面键合修饰包括：将步骤2）得到的高比表面积表层多孔二氧化硅微球用酸活化，水洗至中性并干燥后，与甲苯混合，在催化剂存在下，与十八烷基二甲基氯硅烷反应，得到c18键合的色谱固定相。

14、步骤1）中，得到的一级大孔道二氧化硅微球的平均孔径为100～500 nm，比表面积为15～40 m2/g。

15、步骤2）中，得到的高比表面积表层多孔二氧化硅微球的二级孔道平均孔径为5～30 nm，比表面积为80～350 m2/g。

16、相对于现有技术，本发明技术方案取得的有益效果是：

17、所述硅胶微球具有尺寸差异巨大的两级孔道结构，其中尺寸大的一级大孔道提供流动相通道，尺寸小的二级介孔孔道提供色谱分离所需的比表面积，与全多孔固定相微球相比，在降低色谱分离过程中涡流扩散不利影响的同时，大幅降低传质阻力；与传统核壳型固定相相比，在具有更低柱压和更高柱效的同时，具有更大的上样量。

1.一种高比表面积表层多孔色谱固定相，包含硅胶微球，其特征在于：所述硅胶微球内部具有两级孔道结构，包括一级大孔道和二级介孔孔道；所述一级大孔道的孔径为100～500 nm，在色谱分离过程中作为流动相的通道；所述二级介孔孔道分布于所述一级大孔道的孔壁上，其孔径为5～30 nm，用于提供色谱分离所需的比表面积。

2.如权利要求1所述的一种高比表面积表层多孔色谱固定相，其特征在于：所述硅胶微球的比表面积为80～350 m2/g，粒径为1～10 μm。

3.如权利要求1所述的一种高比表面积表层多孔色谱固定相，其特征在于：所述硅胶微球的表面键合有功能基团。

4.如权利要求3所述的一种高比表面积表层多孔色谱固定相，其特征在于：所述功能基团包括c18。

5.权利要求1~4任一项所述的高比表面积表层多孔色谱固定相的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于：步骤1）中，所述多孔二氧化硅微球的孔径为8～12 nm，比表面积为300～400 m2/g；所述盐溶液为质量浓度5%～15%的氯化钠溶液；煅烧温度为600℃，时间为4～8小时。

7.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于：步骤2）中，所述模板剂为十二胺；所述硅源为硅酸四乙酯；所述反应包括超声处理和静置过程；煅烧温度为600℃，时间为8～12小时。

8.如权利要求5~7任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤3）中，所述表面键合修饰包括：将步骤2）得到的高比表面积表层多孔二氧化硅微球用酸活化，水洗至中性并干燥后，与甲苯混合，在催化剂存在下，与十八烷基二甲基氯硅烷反应，得到c18键合的色谱固定相。

9.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于：步骤1）中，得到的一级大孔道二氧化硅微球的平均孔径为100～500 nm，比表面积为15～40 m2/g。

10.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于：步骤2）中，得到的高比表面积表层多孔二氧化硅微球的二级孔道平均孔径为5～30 nm，比表面积为80～350 m2/g。