架橋構造を調整した高分子イオン液体を固定相として用いた包括的二次元ガスクロマトグラフィーによる灯油およびディーゼル燃料中の炭化水素の分析

/ /

日本語AIでPubMedを検索

PubMedの提供する医学論文データベースを日本語で検索できます。AI(Deep Learning)を活用した機械翻訳エンジンにより、精度高く日本語へ翻訳された論文をご参照いただけます。

J Chromatogr A.2016 Apr;1440:160-171. S0021-9673(16)30138-8. doi: 10.1016/j.chroma.2016.02.039.Epub 2016-02-15.

架橋構造を調整した高分子イオン液体を固定相として用いた包括的二次元ガスクロマトグラフィーによる灯油およびディーゼル燃料中の炭化水素の分析

Crosslinked structurally-tuned polymeric ionic liquids as stationary phases for the analysis of hydrocarbons in kerosene and diesel fuels by comprehensive two-dimensional gas chromatography.

Cheng Zhang
Rodney A Park
Jared L Anderson

PMID: 26916595 DOI: 10.1016/j.chroma.2016.02.039.

抄録

構造調整されたイオン液体（IL）は、これまでに包括的二次元ガスクロマトグラフィー（GC×GC）の二次元カラムとして適用され、個々の脂肪族炭化水素と他の脂肪族炭化水素の分離において高い選択性を示してきた。しかし、これらの固定相の最高使用温度は、高沸点の分析対象物の分離に限界があります。この問題を解決するために、本研究ではイミダゾリウムベースのILモノマーを用いた一連の高分子イオン液体(PIL)ベースの固定相をインカラムフリーラジカル重合により調製した。ILモノマーは、脂肪族炭化水素の分離に必要な選択性を提供するために、長鎖アルキル置換基で官能基化されている。灯油の分離に最適な固定相を特定するために、異なる膜厚のカラムを調製した。その結果、膜厚が0.28μmのビス[(トリフルオロメチルスルホニル)イミド(NTf2](-)]-ベースのPIL固定相は、脂肪族炭化水素に対して高い選択性を示し、最大許容運転温度は300℃であった。また、得られた固定相の選択性と熱安定性に及ぼす架橋剤の影響を調べるために、様々な量のILベースの架橋剤を含むPILベースの固定相を調製した。その結果、50%(w/w)のクロスリンカーをPILベースの固定相に添加することで、脂肪族炭化水素の最適な分離が達成された。得られた固定相は、325℃で調整した後でも、異なるグループの脂肪族炭化水素に対して良好な選択性を示した。最後に、架橋したPILベースの固定相をSUPELCOWAX 10及びDB-17カラムと比較し、ディーゼル燃料中の脂肪族炭化水素の分離について検討した。その結果、2次元カラムとして架橋PIL系固定相を用いた方が、より優れた脂肪族炭化水素の分離能が得られた。

Structurally-tuned ionic liquids (ILs) have been previously applied as the second dimension column in comprehensive two-dimensional gas chromatography (GC×GC) and have demonstrated high selectivity in the separation of individual aliphatic hydrocarbons from other aliphatic hydrocarbons. However, the maximum operating temperatures of these stationary phases limit the separation of analytes with high boiling points. In order to address this issue, a series of polymeric ionic liquid (PIL)-based stationary phases were prepared in this study using imidazolium-based IL monomers via in-column free radical polymerization. The IL monomers were functionalized with long alkyl chain substituents to provide the needed selectivity for the separation of aliphatic hydrocarbons. Columns were prepared with different film thicknesses to identify the best performing stationary phase for the separation of kerosene. The bis[(trifluoromethyl)sulfonyl]imide ([NTf2](-))-based PIL stationary phase with larger film thickness (0.28μm) exhibited higher selectivity for aliphatic hydrocarbons and showed a maximum allowable operating temperature of 300°C. PIL-based stationary phases containing varied amount of IL-based crosslinker were prepared to study the effect of the crosslinker on the selectivity and thermal stability of the resulting stationary phase. The optimal resolution of aliphatic hydrocarbons was achieved when 50% (w/w) of crosslinker was incorporated into the PIL-based stationary phase. The resulting stationary phase exhibited good selectivity for different groups of aliphatic hydrocarbons even after being conditioned at 325°C. Finally, the crosslinked PIL-based stationary phase was compared with SUPELCOWAX 10 and DB-17 columns for the separation of aliphatic hydrocarbons in diesel fuel. Better resolution of aliphatic hydrocarbons was obtained when employing the crosslinked PIL-based stationary phase as the second dimension column.