Сотрудники лаборатории концентрирования Института геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского Российской академии наук (ГЕОХИ РАН) обобщили результаты многолетних исследований в области применения метода жидкостной хроматографии со свободной неподвижной фазой в области неорганического анализа.

Показано, что данный метод является уникальным для разделения, выделения и концентрирования элементов, в том числе с близкими свойствами, из разнообразных объектов от природных образцов до технологических растворов и сверхчистых веществ благодаря сочетанию характерных особенностей хроматографии и многоступенчатой экстракции при проведении процессов разделения и концентрирования в закрытой системе (тефлоновой спиральной колонке).

Результаты исследования опубликованы в журнале «Сорбционные и хроматографические процессы».

Среди основных направлений применения метода выделяют: определение следовых количеств элементов в сложных многокомпонентных растворах (в том числе с целью анализа нефти и нефтепродуктов, выделения ценных элементов из технологических солевых растворов); очистку растворов реагентов и препаративное получение высокочистых веществ; разделение и концентрирование веществ с близкими свойствами (радионуклиды, редкоземельные элементы).

Впервые в мире в конце 80-х годов XX столетия использование данного метода для разделения неорганических веществ с близкими свойствами с применением двухфазных жидкостных систем сложного состава (экстрагент в органическом растворителе — водный раствор соли, кислоты или комплексообразующего реагента) было предложено академиком РАН Ю.А. Золотовым и активно развивалось в ГЕОХИ РАН под руководством Б.Я. Спивакова и Т.А. Марютиной. Статья посвящена памяти доктора химических наук члена-корреспондента РАН Бориса Яковлевича Спивакова (1941–2022).

Реализация метода возможна с помощью прибора, называемого планетарной центрифугой. Основным узлом такой центрифуги является разделительная колонка (или вращающаяся спиральная колонка), обычно представляющая собой тефлоновый капилляр, спирально намотанный на металлический сердечник. Под действием ассиметричного поля сил, возникающих при планетарном движении разделительной колонки, одна из фаз (неподвижная) двухфазной жидкостной системы удерживается в колонке без специального носителя (то есть «свободно») при непрерывном прокачивании второй фазы (подвижной). Сочетание принципов жидкость-жидкостной экстракции и хроматографии в методе позволяет проводить концентрирование, разделение и выделение целевых компонентов из различных матриц за один цикл. Возможность концентрирования микроэлементов из нефти методом жидкостной хроматографии со свободной неподвижной фазой позволяет снять ограничение по чувствительности современных методов анализа при определении редкоземельных элементов, содержащихся в объекте исследования в ультранизких концентрациях. Кроме того метод дает уникальную возможность создания градиента концентрации не только в подвижной, но и в неподвижной фазе, что существенно повышает эффективность разделения элементов с близкими свойствами (например, платиновые металлы) по сравнению с другими хроматографическими методами. Эти и другие примеры применения метода описаны в статье.

Исследования проведены при финансовой поддержке Минобрнауки России.

Источник: пресс-служба ГЕОХИ РАН.