text size

Chromatographic characterization of polyaniline-coated stationary phases

Notice: I hereby declare that I am aware that the information acquired from theses published by Charles University may not be used for commercial purposes or may not be published for educational, scientific or other creative activities as activities of person other than the author.
Title:
Chromatographic characterization of polyaniline-coated stationary phases
Title (in czech):
Chromatografická charakterizace polyanilinem potažených stacionárních fází
Type:
Dissertation
Author:
Bc. Lukáš Taraba
Supervisor:
RNDr. Tomáš Křížek, Ph.D.
Opponents:
prof. RNDr. Věra Pacáková, CSc.
RNDr. Mgr. Jan Srbek, Ph.D.
Consultant:
prof. RNDr. Pavel Coufal, Ph.D.
Thesis Id:
156351
Faculty:
Faculty of Science (PřF)
Department:
Department of Analytical Chemistry (31-230)
Study programm:
Analytical Chemistry (P1403)
Study branch:
-
Degree granted:
Ph.D.
Defence date:
25/09/2018
Defence result:
Pass
Language:
English
Keywords (in czech):
chromatografická charakterizace, kapilární kapalinová chromatografie, model lineárních vztahů solvatačních energií, polyanilin, stacionární fáze
Keywords:
capillary liquid chromatography, chromatographic characterization, linear solvation energy relationship, polyaniline, stationary phase
Abstract (in czech):
ABSTRAKT (CZ) Tato dizertační práce se zabývá fyzikálně-chemickou charakterizací stacionárních fází potažených polyanilinem. V první části byly chemickou polymerizací anilinium(1+) chloridu in-situ modifikovány povrchy sorbentů na bázi čistého silikagelu a silikagelu s navázanou oktadecylovou skupinou. Jejich následná systematická charakterizace byla provedena s použitím modelu lineárních vztahů solvatačních energií v HILIC módu kapilární kapalinové chromatografie. Dále bylo k popisu vlastností modifikovaných materiálů použito několik běžných fyzikálně-chemických technik. Modifikované sorbenty byly ve formě suspenzí naplněny do kapilárních kolon. Retenční interakce probíhající mezi analytem a separačním systémem byly zhodnoceny na základě retenčních dat pro množství různých analytů. Výsledky ukázaly, že polyanilinový povlak měl významný vliv na retenci podporující interakce pro obě stacionární fáze. Předpokládaný smíšený retenční mechanismus byl prokázán pro obě stacionární fáze. Druhá část se zabývá zkoumáním separačního potenciálu stacionární fáze potažené polyanilinem v různých chromatografických módech. Pro strukturně podobné látky byly zkonstruovány křivky retenčních faktorů závislé na podílu organického modifikátoru v mobilní fázi. Získané výsledky ukázaly, že tato stacionární fáze je použitelná ve více než jednom chromatografickém módu. Poté byl posouzen separační výkon polyanilinem potaženého sorbentu na skupině hydrofobních nebo hydrofilních strukturních analogů v NP, RP a HILIC módech. Eluční pořadí analytů není kvůli smíšenému retenčnímu mechanismu této stacionární fáze řízeno pouze jejich polaritou. Selektivita této stacionární fáze byla dále porovnána se selektivitami komerčních sorbentů na bázi čistého silikagelu a silikagelu s navázanou oktadecylovou skupinou. Poslední část byla zaměřena na protonizační schopnost polyanilinem potaženého silikagelového sorbentu a její vliv na retenční chování různých analytů v mobilní fázi o různém pH zkoumaný pomocí modelu lineárních vztahů solvatačních energií v RP módu. Výsledky ukazují, že pH eluentu má pozoruhodný vliv na velikost dominantních retenčních interakcí. Retence neutrálních hydrofobních látek může být modulována volbou pH mobilní fáze díky náboji a struktuře polymerních řetězců v polyanilinem potaženém sorbentu, které na pH závisí. Tato stacionární fáze vykazuje smíšený separační mechanismus rovněž v RP módu.
Abstract:
ABSTRACT (EN) This dissertation thesis is focused on physicochemical and chromatographic characterization of polyaniline-coated stationary phases. In the first part, surfaces of bare silica and octadecyl silica sorbents were modified by in-situ chemical polymerization of aniline hydrochloride and their subsequent systematic characterization was performed by using the linear solvation energy relationship approach in the HILIC mode of capillary LC. In addition, several common physicochemical techniques were used to characterize properties of these altered materials. The modified sorbents were then packed into capillary columns. The retention interactions taking place between solute and the separation system were evaluated on the basis of retention data of a number of various solutes. The results showed that polyaniline coating had a significant effect on the retention promoting interactions of both polyaniline-coated stationary phases. The assumed mixed-mode retention mechanism was proven for both the stationary phases. The second part dealt with investigation of the separation potential of polyaniline- coated silica stationary phase in different chromatographic modes. The retention factor curves of structurally similar solutes were constructed as a function of organic modifier portion in the mobile phase. The obtained results showed that the stationary phase is applicable in more than one chromatographic mode. Next, the separation performance of polyaniline-coated sorbent was assessed for two sets of either hydrophobic or hydrophilic structural analogues in the NP, RP and HILIC modes. Due to the mixed-mode retention mechanism of this stationary phase, the elution order of solutes is not governed only by their polarity. In addition, selectivity of this stationary phase was compared to the selectivity of unmodified bare silica and octadecyl silica commercial sorbents. The last part was focused on protonation ability of polyaniline-coated silica sorbent and its effect on retention behavior of various solutes in the mobile phase of different pH investigated by the linear solvation energy relationship in RP mode. The results show that pH of the eluent has a remarkable effect on the extent of dominant retention interactions. By tuning the mobile phase pH, we can modulate the retention of neutral hydrophobic solutes due to the pH-dependent charge and structure of polymer chains of the polyaniline-coated sorbent which shows a mixed-mode separation mechanism also in RP mode.
Documents
Download Document Author Type File size
Download Text of the thesis Bc. Lukáš Taraba 9.78 MB
Download Abstract in czech Bc. Lukáš Taraba 132 kB
Download Abstract in english Bc. Lukáš Taraba 128 kB
Download Autoreferat / doctoral thesis summary Bc. Lukáš Taraba 438 kB
Download Opponent's review prof. RNDr. Věra Pacáková, CSc. 150 kB
Download Opponent's review RNDr. Mgr. Jan Srbek, Ph.D. 91 kB
Download Defence's report 1.08 MB