0引言
咪唑啉型阳离子表面活性剂是近年来开发的一种新型化工产品。因其具有优良的表面活性功能､无毒和容易被生物降解等特点而广泛用作纺织柔软剂､清洗剂和三次采油添加剂。目前该产品的纯度､产品中同系物的分布及废水中该种物质的分离分析,一般可采用气相色谱和液相色谱等方法进行分析。由于咪唑啉型阳离子表面活性剂的分子量较大,它的气相色谱分析预处理较繁杂,而采用高效液相色谱分析时,作为对离子试剂的高氯酸钠对分析系统具有一定的腐蚀作用,并且在254nm波长下,它的吸收较小(最大吸收在240nm)。所以,实验中分别采用几种不同的对离子试剂,以考察对该样品的洗脱能力。同时改变流动相的组成及其酸度以改善在254nm波长下的检测效果,从而实现在普通条件下对该类物质的快速分离与分析。
1 实验
实验采用waters公司的高效液相色谱仪,510型输液泵,441型紫外吸收检测器,检测波长为254nm,采用730型积分仪进行数据记录和处理,实验所用色谱柱为聚四氟乙烯径向加压柱系统,柱体积为100mm×8.0mmI.D.,柱填料为C18键合硅胶(10μm),测试温度:室温。
咪唑啉型阳离子表面活性剂样品由青岛化工学院精细化工教研室提供,其分子结构见图1。实验中所用其它试剂均为分析纯试剂。
2 结果与讨论
2.1 不同对离子试剂对色谱保留值的影响
在同一组成流动相中分别加入高氯酸､硫酸､磷酸､醋酸溶液,测定5种咪唑啉同系物的保留值,见图2。在不同添加剂下样品分子的链长度与容量因子的关系见图3。
实验表明:在同一流动相条件下,不加入对离子试剂,上述5种同系物组分不能被洗脱。加入上述对离子试剂,除醋酸外,均能得到保留值与碳数的良好的线性关系(见图3)。由图3中各曲线的位置。还可看出,不同的对离子试剂条件下,组分在色谱系统中具有不同的保留,高氯酸的洗脱能力最强,其次是硫酸,磷酸的较差,醋酸对该样品几乎没有洗脱能力,这可能与对离子试剂同咪唑啉阳离子形成离子对的能力有关。高氯酸根的中心离子价态最高,硫酸根离子次之,磷酸为一弱酸,形成的对离子的稳定性较差,其保留时间长且出现峰扩展。所以,采用较小浓度的稀硫酸添加剂可以得到类似于高氯酸的洗脱效果。
2.2 流动相的酸度对色谱保留值的影响
流动相的组成不变,改变其酸度,分别测定咪唑啉同系物的保留值(见图4),发现酸度对R"值的影响不明显,但酸度增加,响应有一定程度的增加,可能在该流动相条件下,增加酸度,使咪唑啉的最大吸收发生长移。所以,保持流动相一定的酸度,可提高检测响应效果(见图4曲线5)。
2.3 流动相的组成对色谱保留值的影响
在一定浓度的硫酸和磷酸作为对离子试剂条件下,考察了改变流动相的组成对咪唑啉表面活性剂的分离效果并作对比(见图5)。
由图5可见,流动相由四氢呋喃-甲醇-水体系逐渐过度到甲醇-水体系,组分的保留值发生了一定的变化,但在硫酸为对离子试剂的条件下,对同系物之间的分离影响不大,说明THF-MeOH-H2O体系与MeOH-H2O体系具有相近的洗脱能力。但采用MeOH-H2O作流动相,组分的响应有所下降并有一定的峰扩展,可能生成的对离子在该流动相中的稳定性有所下降,另外,组分的最大吸收波长也发生了一定的变化。所以,采用四氢呋喃-甲醇-水(硫酸)体系,有利于咪唑啉阳离子表面活性剂的高效液相色谱分析。由图5的e,F线可知,甲醇-水(磷酸)流动相对咪唑啉同系物的分离和保留值有较大的改变,洗脱液的洗脱能力增强,说明在该体系中,磷酸的离解度增加,与咪唑啉形成的离子对的稳定性增强。但采用甲醇-水(醋酸)洗脱液仍不能将该组分洗脱。
3 结论
由以上实验结果可知,对离子试剂的性质对反相离子对高效液相色谱分离咪唑啉同系物阳离子表面活性剂的影响较大。较小浓度的稀硫酸添加剂对该组份有较好的洗脱效果。采用四氢呋喃-甲醇-水体系并保持一定的酸度有利于在常用波长下咪唑啉阳离子表面活性剂的高效液相色谱分析。
参考文献
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