離子液體在色譜中運用觀察

李愛永, 唐 人

(臺州市計量技術(shù)研究院,浙江 臺州 318000)

離子液體在色譜中運用觀察

李愛永, 唐 人

(臺州市計量技術(shù)研究院,浙江 臺州 318000)

離子液體是指全部由離子構(gòu)成的液體物質(zhì)，屬于一類有機溶劑，可以應(yīng)用在色譜分析中。離子液體在色譜中，使用溫度范圍是：-70℃～400℃，均可作為計量的液體，體現(xiàn)出優(yōu)質(zhì)合成的物質(zhì)特性。近幾年，離子液體在色譜中的應(yīng)用越來越廣泛，特別是液相色譜、氣相色譜等方面，更是體現(xiàn)出了離子液體的作用。色譜中離子液體的應(yīng)用，是化學(xué)研究領(lǐng)域中的重點，主要是明確離子液體的特性，保障其在色譜中的穩(wěn)定性。因此，本文通過對離子液體進行研究，觀察其在色譜中的運用。

離子液體；色譜；液相

離子液體的研究，促使色譜具有靈敏、快速的性質(zhì)，確保離子液體在色譜計量中的成熟性，拓寬了應(yīng)用的范圍?；?、電子等多個行業(yè)的色譜運用觀察中，已經(jīng)引入了離子液體，降低了色譜計量的困難度。離子液體在色譜中的運用，能夠簡化色譜計量的工序，提高處理的速度，通過簡單的裝置，即可完成復(fù)雜的色譜分析，而且色譜分析的誤差非常小。離子液體本身的破壞性小，其對色譜沒有破壞性，有利于提高色譜分析的準確性，保障離子液體的選擇性，進而完善色譜分析的過程。

1 離子液體在色譜運用中的準備

離子液體在色譜應(yīng)用中，是一類良好的溶劑，逐漸成為一項研究熱電。離子液體實際是有機陽離子與無機陰離子的組成，按照固定的體積搭配，組成液態(tài)的離子群體，正是由于離子液體的應(yīng)用，推進了色譜分析的發(fā)展。離子液體在色譜運用中，先要經(jīng)過一系列的準備工作，由此才能進入到高效率的應(yīng)用狀態(tài)。離子液體在色譜運用中的準備工作，主要可以分為四個部分，分別對其做如下分析：

1.1 儀器、試劑準備

離子液體在色譜應(yīng)用方面，儀器與試劑的準備，都要根據(jù)試驗的實際情況，選擇相應(yīng)的儀器[1]。以某離子液體的試驗為例，分析儀器、試劑的準備工作。該試驗中，主要儀器有：液相色譜儀、紫外/可見檢測器、分離柱、50μL定量環(huán)。試劑有：甲醇/0.25%(體積比)磷酸水溶液，流速=1.0mL·min-1，試劑洗脫的程序是：前0～5min，43%甲醇體積比不變，5～6min時，甲醇濃度升高到63%，持續(xù)時間為11min，洗脫時間的最后5min，濃度恢復(fù)到43%。

1.2 儲備液準備

選擇兩個100mL標配的容量瓶，計量0.01g的槲皮和蘆丁，采用甲醛溶解并使用純水定容，溶液的濃度為100mg/L，保存在4℃的冰箱中，避免光照直射。離子液體應(yīng)用時，還需先進行稀釋，再根據(jù)實際情況，選擇定容溶解，如：1.0mol/LNaOH，逐步稀釋儲備液，直到達到恰當?shù)臐舛?。儲備液的配置，必須達到標準的狀態(tài)，才能確保離子液體在色譜中的準確性。

1.3 樣品處理

樣品處理是保障離子液體準確應(yīng)用的前提，消除樣品中潛在的影響因素。首先洗凈樣品，將其放入真空的干燥箱內(nèi)，箱內(nèi)的溫度設(shè)置為50℃，烘干時間控制在6h，直至達到恒；然后對樣品采取高速粉碎處理，粉碎的樣品還要通過40目篩子；最后處理完的樣品，及時保存到干燥箱中，避免發(fā)生受潮。

1.4 萃取過程

萃取過程的準備工作，也是離子液體應(yīng)用在色譜中的準備工作。萃取過程可以分為兩種準備方式，分別是：(1)加壓液體萃取；(2)超聲萃取。萃取過程要注意時間、溫度和計量的控制，以免影響離子濃度，干擾色譜分析的精準性。

2 離子液體在色譜中的運用觀察

根據(jù)離子液體的用途，分析其在色譜領(lǐng)域中的應(yīng)用，主要在氣相色譜、液相色譜以及毛細管電泳三個方面進行分析，觀察離子液體的實際應(yīng)用，具體分析如下：

2.1 氣相色譜

離子液體在氣相色譜中的關(guān)鍵是固定相，選擇離子液體的低揮發(fā)性、高溶解性等優(yōu)勢，將其應(yīng)用在氣相色譜的固定相中，完成色譜運用。離子液體可以直接涂抹在被檢測對象表面，觀察離子液體與被測對象的相互反應(yīng)，尤其是離子與被測對象中的分子[2]。一般情況下，離子液體作為氣相色譜的固定相，其可分為兩類表現(xiàn)方式，分別是：(1)氣相色譜的分析對象，屬性為中性、非極性，此類對象在含有離子液體的氣相色譜中，與普通對象的保留程度是一樣的，基本不會出現(xiàn)較大的差異；(2)如果分析對象的屬性是強或極強時，對象保留程度要超出普通對象，色譜性要遠大于普通對象。

離子液體在氣相色譜中，仍舊存在部分缺陷，可以利用線性自由能理論，表明離子液體的狀態(tài)，構(gòu)建相關(guān)的應(yīng)用模型，便于觀察離子液體在氣相色譜中的應(yīng)用。經(jīng)過一系列的觀察，研究人員發(fā)現(xiàn)了兩類離子液體，分別是：(1)1-(4-甲氧苯基)-3-甲基咪唑的三氟甲烷硫酸鹽；(2)1-苯基-3-甲基咪唑的三氟甲烷硫酸鹽。這兩種類型屬于新型的離子液體，其在氣相色譜的應(yīng)用中，不會出現(xiàn)高溫分解的缺陷，即使溫度達到260℃，也能保持穩(wěn)定性，維持峰形對稱的狀態(tài)，而且新型的離子液體，溶劑特性明顯，其可在氣相色譜中，保留多個對象的屬性，適用于兩性氣液色譜，用作固定相。

2.2 液相色譜

液相色譜應(yīng)用中，離子液體可做為流動相，不同濃度的液體中，流動相的表現(xiàn)不同[3]。例如：離子液體的計量為1-丁基-3-甲基咪唑與四氟硼酸混合，液體環(huán)境為酸性，pH=3.0，用于分離C18柱上的麻黃堿，此類離子液體，可以在液相色譜分離時，改善拆分的方式，能夠明顯觀察到拖尾減小，分離物質(zhì)保存的時間延長，如果增大離子液體的計量濃度，即可縮小液相色譜的分離時間。離子液體中的咪唑陽離子，與C18柱中的被分離物，存在相同的需求，即都可匹配硅羥基，取決于弱雙電層結(jié)構(gòu)，所以此類離子液體中的物質(zhì)濃度不同，表明液相色譜分離的狀態(tài)也不同。通過試驗分析后可得，當四氟硼酸咪唑離子的濃度在0.5%～1.5%范圍內(nèi)時，其可組織硅羥基與被分離物的混合，可以洗脫并實現(xiàn)分離，表明適宜劑量濃度下的離子液體，其在液相色譜中起到較好的流動作用。

液相色譜中，離子液體起到較高的抑制作用，常用的離子有：二甲基苯胺、三乙胺等，不僅能夠發(fā)揮流動相添加劑的優(yōu)勢，還可提供梯度模式，分析堿性物質(zhì)的參數(shù)。液體色譜中的離子液體，主要是陰離子、烷烴類離子，其對分離物質(zhì)存在一定的影響，還要比較離子液體的特性，明確離子液體的實際影響，選擇優(yōu)質(zhì)的離子試劑。

2.3 毛細管電泳

毛細管電泳是研究比較成熟的色譜運用，其對離子液體的應(yīng)用，主要是因為導(dǎo)電率，做為一類電解質(zhì)應(yīng)用，參與毛細管電泳分離。例如：研究人員將咪唑類離子，加入到毛細管電泳內(nèi)，咪唑類離子以帶電薄膜的方式存在，咪唑陽離子可以和毛細管電泳的樣品相互反應(yīng)，加快樣品移動的速度，體現(xiàn)色譜分離。除此以外，不同類型的離子液體，均嘗試研究并投入到毛細管電泳的應(yīng)用用，以此來完成色譜分析。

毛細管電泳中，充分利用了離子液體的特點，將其作為高性能的溶劑，近幾年，離子液體具備改性劑的特點，輔助分離化合物[4]。例如：離子液體放入到緩沖溶液內(nèi)，與化合物混合，因為化合物表面含有活性劑，需要調(diào)整活性劑與離子液體的比例，離子液體可以提供長時間的背景電流，改善分離度后，體現(xiàn)改性劑的作用。

3 離子液體在色譜運用中的優(yōu)勢分析

結(jié)合離子液體在色譜分析中的實際應(yīng)用，分析離子液體表現(xiàn)出來的運用優(yōu)勢，舉例分析如：(1)離子群體處于液體狀態(tài)時，有利于提高溫度，最高溫度可以達到300℃，拓寬了離子液體在色譜運用中的范圍，打破常規(guī)離子群體的應(yīng)用，體現(xiàn)離子液體的高溫優(yōu)勢，進而為色譜分析提供了穩(wěn)定的溶劑；(2)色譜分析對離子液體的要求較高，需要具備一定的穩(wěn)定性，而離子液體自身蒸汽壓較小，可揮發(fā)的能力相對較低，滿足了色譜分析的需求，同時離子液體不支持燃燒，還具備無毒無害的優(yōu)勢；(3)離子液體做為色譜分析的溶劑，其可為有機物、無機物的溶解，提供優(yōu)質(zhì)的條件，不會出現(xiàn)排斥性，都可表現(xiàn)出高效的溶解狀態(tài)，不限制色譜分析的物質(zhì)；(4)色譜分析也會應(yīng)用到電化學(xué)領(lǐng)域內(nèi)，而離子液體的導(dǎo)電性能好，有利于提高其在色譜運用中的效率，體現(xiàn)導(dǎo)電性能的優(yōu)勢；(5)離子液體是色譜應(yīng)用中最為簡單的物質(zhì)，其合成簡單，利用不同的合成方式，可以改變離子液體的物理或化學(xué)特性，根據(jù)色譜運用的需求，改進離子液體的設(shè)計，具備靈活應(yīng)用的優(yōu)勢。由于離子液體的優(yōu)勢，其在色譜運用中得到很好的發(fā)展，已經(jīng)涉及到多個領(lǐng)域內(nèi)，如：液相色譜、氣相色譜等等，成為色譜分析中的重要項目，根據(jù)離子液體在色譜中的應(yīng)用，也能表現(xiàn)出離子液體的自身優(yōu)勢。

4 離子液體在色譜運用中的結(jié)果分析

離子液體在色譜運用中的結(jié)果分析，主要是匯總離子液體對被測對象的影響，便于提高離子液體的性質(zhì)。

首先是離子液體對被測對象萃取的影響結(jié)果，離子液體影響萃取的因素是體積，采取固定水相的研究方向，設(shè)定水相體積是10mL，分析0.4～1.2mL體積范圍內(nèi)，離子液體的實際影響，當離子液體的體積增加時，可以通過試驗發(fā)現(xiàn)，萃取的速度也明顯上升，因為此時離子分散在液體內(nèi)，液體濃度會增加，被測量液體的溶質(zhì)，很大一部分直接融入到離子液體內(nèi)，所以當離子液體的體積取值為10mL時，表示萃取率達到最佳，此時減小或增加離子液體的體積，都會影響萃取的效果，應(yīng)該維持一定體積的離子液體，為被測對象提供良好的萃取條件。

然后是離子液體的水相pH影響，水相pH并不局限某一個特定的數(shù)值，而是根據(jù)離子液體在色譜中的實際應(yīng)用，適當調(diào)整pH，促使其達到穩(wěn)定的酸堿環(huán)境，試驗中調(diào)節(jié)pH時，通過觀察被測對象的性質(zhì)，確定pH[5]。例如：離子液體中的OH-離子增加，會增大液體的pH，諸多被測對象受到OH-離子的影響，會降低原本的萃取效果，而且OH-具有靜電吸引的特性，本身與離子液體存有競爭，降低了酸性離子的優(yōu)勢，由此可見，離子液體中的堿性或酸性離子，都需控制在一定的范圍內(nèi)。

最后是溫度的影響，離子液體中，有離子在常溫下不溶于或難溶于水相，對色譜分析造成很大的影響，容易產(chǎn)生誤差，必須根據(jù)色譜分析，適當提高溫度，一方面促進離子液體的溶解，另一方面加快離子的擴散速度，強化萃取。據(jù)試驗研究，色譜應(yīng)用中，70℃屬于最佳控制溫度，有利于離子液體在色譜中的應(yīng)用，以免影響色譜的萃取效果，進而完善離子液體的溫度環(huán)境。

綜上所述，離子液體在色譜分析中，不僅得到較好的應(yīng)用，還具備很大的發(fā)展?jié)摿?。離子液體的特殊性，增加了其在色譜分析中的應(yīng)用機率，其在色譜分析中，作為溶劑、電解質(zhì)以及固定相，都表現(xiàn)出了一定的優(yōu)勢。隨著離子液體的發(fā)展，離子液體固定相在色譜中的應(yīng)用，表現(xiàn)出多重作用的特性，色譜分析中，利用不同性質(zhì)的離子液體，改進其在色譜分析中的應(yīng)用，同時制作出新型的材料，輔助完成色譜分析，應(yīng)用到更多的色譜分析內(nèi)。目前，研究人員根據(jù)色譜分析的要求，深入研究離子液體的特性，致力于挖掘出更多的新型色譜材料，積極應(yīng)用到色譜分析中，實現(xiàn)更為先進的色譜分析，充分發(fā)揮離子液體在色譜運用中的作用，由此為色譜分析提出基礎(chǔ)性的物質(zhì)，在保障離子液體穩(wěn)定發(fā)展的基礎(chǔ)上，推進色譜運用的發(fā)展。

5 結(jié)束語

離子液體的特性明顯，優(yōu)勢多，其在色譜運用中有良好的表現(xiàn)，不論是導(dǎo)電性，還是溶解性，都可以滿足色譜的基本需求，拓寬其在色譜中的應(yīng)用范圍。隨著色譜分析的發(fā)展，離子液體得到了充分的認可，其在色譜運用中發(fā)揮重要的作用，促進了色譜分析的成熟化發(fā)展，更是為色譜分析提供了穩(wěn)定的基礎(chǔ)。目前，離子液體被評為最理想的色譜材料，按照離子的性質(zhì)，完成色譜分析的各項試驗操作，輔助完成色譜材料的創(chuàng)新，進而體現(xiàn)離子液體的作用。

[1] 朱海豹.離子色譜新型樣品前處理方法研究[D].浙江大學(xué),2010.

[2] 邱洪燈,胡云雁,劉 霞,等.離子液體在色譜中的應(yīng)用[J].色譜,2007(3):293-297.

[3] 吳宏偉.離子液體在樣品前處理及化學(xué)發(fā)光在色譜分析中的應(yīng)用研究[D].杭州：浙江大學(xué),2012.

[4] 韓 熠,李正宇,孟 霞,等.離子液體在色譜分析中的應(yīng)用[J].化學(xué)試劑,2005(11)：25-27，64.

[5] 丁邦東,陳麗萍,李淑麗.室溫離子液體在色譜中的應(yīng)用[J].湖南城市學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版),2009(3):53-56.

(本文文獻格式：李愛永, 唐 人.離子液體在色譜中運用觀察[J].山東化工，2016，45(02)：72-73,76.)

2015-12-14

李愛永(1987—)，浙江臺州人，本科學(xué)歷，助理工程師，研究方向：化學(xué)計量。

O657.7

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1008-021X(2016)01-0072-02