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硅膠具有機械強度高、不溶脹和不可壓縮性、粒徑和孔徑可控,且表面富含硅羥基可以鍵合不同功能基團等優(yōu)點,使得硅膠成為幾乎完l美的色譜填料。但硅膠在pH<2條件下鍵合相容易脫落,pH>8時硅膠會溶解的缺陷限制了其使用范圍并縮短其使用壽命。因此,多孔核殼結(jié)構(gòu)硅膠,如何提高硅膠耐酸堿性能一直是色譜填料工作者努力的方向。美國Waters 公司率l先以TEOS和有機硅氧烷為混合硅源,在骨架中引入化學(xué)穩(wěn)定性強的有機橋聯(lián)基團,制得雜化硅膠色譜填料。雜化硅膠色譜填料的出現(xiàn),大大提高了硅膠色譜填料的耐酸堿性,同時使用壽命明顯提高,超純硅膠,也降低表面硅羥基效應(yīng)。
改革開發(fā)以來,中國色譜基礎(chǔ)研究取得突飛猛進的進步,發(fā)表文章數(shù)量于2011年就超過美國位居世l界第l一,硅膠,但由于各種原因,中國色譜填料的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)一直未能落地,因此無論是用于工業(yè)分離純化還是實驗室分析檢測的高l性能球形二氧化硅色譜填料基本依賴進口。中國發(fā)表的文章數(shù)量已于2011年超越美國成為 Nol1 其實只要走進任何科研院所的實驗室或工業(yè)企業(yè),您不難發(fā)現(xiàn)中國用于***質(zhì)量分析、食品安全檢測、環(huán)境監(jiān)測、石油化工質(zhì)量控制、生命科學(xué)研究、實驗室分析檢測等色譜柱90%以上都是依賴國外進口,剩下那10%國產(chǎn)化的色譜柱,里面裝填的硅膠基球又幾乎都依賴進口。
硅膠色譜填料研究及發(fā)展主要向著兩個方向進行:第l一個方向是通過控制硅膠基球的形貌、結(jié)構(gòu)、尺寸、材料組成來提高色譜分離性能;第二個方向是通過表面修飾和改性來制備不同分離模式和不同選擇性的色譜填料以滿足其更廣泛的分離分析的需求。
Van Deemter色譜理論方程式告訴我們色譜柱效和塔板高度由渦流擴散系數(shù),超大孔結(jié)構(gòu)硅膠,分子擴散系數(shù)及傳質(zhì)阻力系數(shù)決定。而影響這些參數(shù)的主要是色譜填料形貌結(jié)構(gòu),粒徑大小及分布,孔徑大小。
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