[发明专利]一种十八烷基修饰氧化镁微球的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及十八烷基修饰的氧化镁微球，具体地说是一种制备十八烷基修饰氧化镁微球的简单方法。

背景技术

当前单分散球形硅胶由于具有较高的机械强度、较小的颗粒尺寸、较窄的粒径分布、可调变的孔径大小及其可进行较好的表面修饰等特点，已广泛的应用于各种化合物的分离分析。但是，值得注意的是：当硅胶应用于对强碱性化合物分析时，由于硅胶表面残存的硅羟基的存在，便会发生很强的酸碱作用，引起色谱峰的严重拖尾。为了克服以上缺陷，人们试图寻找其它基质来弥补单分散硅胶的不足，其中包括有机高分子材料、石墨化碳材料等。虽然有机高分子材料可用于各种pH范围，但其机械强度和柱效均比硅胶较差。而石墨化碳具有较好的机械强度、刚性和耐碱性，但不易键合、只能用做反相填料，而且长时间使用表面会产生不均一性，导致特异吸附。金属氧化物以其独特的酸、碱、热稳定性，引起人们格外的关注。现今发展起来的氧化物主要有：氧化铝、二氧化锆和二氧化钛。虽然表面覆盖型和表面键合型的氧化铝已用于高效离子交换和反相色谱，且表现出良好的性能，但由于其分离机理比较复杂，很难完全满足色谱分离的要求。二氧化锆和二氧化钛尽管作为色谱基质表现出优良的性能，但其表面积较小，同时二氧化锆的孔结构为瓶径型，不利于溶质分子的扩散。为此，通过简单的晶种诱导共沉淀法制备出的单分散氧化物微球在一定程度上弥补了硅胶在分离强碱性方面的不足。

自此，单分散氧化镁微球在分离分析中的应用得到了一定程度的发展。一方面，该材料已经被成功用于正相色谱中分离多环芳烃等碱性化合物，并表现出较好的选择性。另外，正是由于氧化镁微球对于富电子基团具有较好的选择性和分离效果，将其作为一种固相萃取吸附剂用于富集环境样品中的多环芳烃等化合物也已经取得了令人满意的成果。但是，我们发现由于氧化镁对这些化合物的保留作用随着芳香环数的增多而增强，所以，对于两个或者两个以下苯环的化合物来说，其保留作用较弱，影响其富集效果。因此，为了改善氧化镁微球对这些低环数化合物的富集效果，引入疏水基团，增强其表面的疏水性，通过疏水作用弥补氧化镁材料的不足，是一项非常有意义的工作。一直以来，对于硅胶和一些金属氧化物，比如氧化锆和氧化钛而言，通过硅烷化试剂对这些材料的表面进行改性已经取得了丰硕的成果。但是，值得注意的是：在选择单氯单烷基硅烷还是二氯/三氯硅烷作为硅烷化试剂方面一直存在着争议。Engethardt小组指出，以单氯单烷基化硅烷作为硅烷化试剂，所获得的产物具有如下特征：(1)表面结构明确(2)副反应少，但相对于三氯取代的硅烷化试剂来说，其不足之处却在于所得产物的稳定性较差，表面覆盖度较低。为此，三氯取代的硅烷化试剂在对硅胶和金属氧化物的表面改性中发挥了较大的作用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制备过程简单、原料成本相对较低的十八烷基修饰氧化镁微球的方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

采用氧化镁微球和十八烷基硅烷化试剂为原料，在表面活性剂存在的情况下，于非极性有机溶剂中，将十八烷基修饰到氧化镁微球表面。

其中氧化镁1.5g，表面活性剂0.01-0.10g，十八烷基硅烷化试剂的用量为0.5-2.0mL，反应温度为105-120℃，反应时间为5-24h。

具体操作过程为，反应前，先向1.5g氧化镁和0.01-0.10g表面活性剂的混合物中加入40-100mL非极性有机溶剂，并将其加热到105-120℃，持续搅拌保持5-20min后得到氧化镁的悬浮液；然后按照氧化镁与十八烷基硅烷化试剂的比例1.5g∶0.5-2mL，将十八烷基硅烷化试剂溶解到5-30mL非极性溶剂中配制成硅烷化化试剂溶液，再将该硅烷化试剂溶液逐滴加入到不断搅拌的悬浮液中，反应时间为5-24h。

表面活性剂作为分散剂，目的是调节改性产物的表面均一性，类型可以为阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂或非离子型表面活性剂。整个反应过程中所使用的非极性有机溶剂可以为甲苯、正己烷。将由该溶剂配制的十八烷基硅烷化试剂溶液应逐滴加入到不断搅拌的悬浮液中，目的是降低硅烷化试剂的浓度，使反应物充分作用。

反应完毕后所得固体依次用甲醇、甲苯分别洗涤2-3次后，经真空干燥即得分散的十八烷基修饰的氧化镁微球。

本发明具有如下优点：