Summary
The review describes many different controversies concerning the surface chemistry of silica. The first part concerns the variable nature of alkyl bonded phases for HPLC, the physical requirements for silica and the role of silanols as adsorption centres. The existence of a small population of strong adsorption sites is pointed out and the reasons for the strong and undesirable adsorption discussed; the part played by trace metals in the silica matrix is emphasised.
Similar content being viewed by others
References
R. K. Iler, The Colloid Chemistry of Silica and Silicates, Cornell University Press, New York (1955).
K. K. Unger, Porous Silica, Elsevier, Amsterdam (1979).
I. E. Neimark, R. Yu. Sheinfein, Silikagel, Ego Poluchene Svoistva i Primenene, Naukova Dumka, Kiev (1973).
J. Nawrocki, B. Buszewski, J. Chromatogr.449, 1 (1988).
R. E. Majors, H. G. Barth, C. H. Lochmüller, Anal. Chem.56, 300R (1984).
H. G. Barth, W. E. Barber, C. H. Lochmüller, R. E. Majors, R. E. Regnier, Anal. Chem.58, 211R (1986).
H. G. Barth, W. E. Barber, C. H. Lochmüller, R. E. Majors, R. E. Regnier, Anal. Chem.60, 387R (1988).
L. C. Sander, S. A. Wise, Adv. Chromatogr.25, 139 (1986).
L. C. Sander, S. A. Wise, CRC Crit. Rev. Anal. Chem.18, 299 (1987).
R. K. Gilpin, J. Chromatogr. Sci.22, 371 (1984).
J. G. Dorsey, G. A. Dill, Chem. Rev.89, 331 (1989).
P. J. van den Drist, J. Ritchie, S. Rose, LC-GC6, 124 (1988).
J. G. Atwood, J. Goldstein, J. Chromatogr. Sci.18, 650 (1980).
A. P. Goldberg, Anal. Chem.54, 342 (1982).
R. Amos, J. Chromatogr.204, 469 (1981).
T. Daldrup, B. Kardel, Chromatographia18, 81 (1984).
R. M. Smith, T. G. Hurdley, J. P. Westlake, R. Gill, M. D. Osselton, J. Chromatogr.455, 77 (1988).
I. Wonters, S. Hendickx, E. Toets, J. Hoogmartens, H. Vanderhaege, J. Chromatogr.291, 59 (1984).
P. Helboe, S. H. Hansen M. Thomsen, Adv. Chromatogr.28, 195 (1989).
N. D. Danielson, J. J. Kirkland, Anal. Chem.59, 2501 (1987).
K. K. Unger, R. Janzen, J. Chromatogr.373, 227 (1986).
M. Verzele, C. Devaele, D. Duquet, J. Chromatogr.329, 351 (1985).
J. C. Kraak, R. Oostervink, H. Poppe, U. Esser, K. K. Unger, Chromatographia27, 585 (1989).
N. Tanaka, T. Ebata, K. Hosoya, M. Araki, K. Kimata, K. Iwaguchi, H. Tsuchija, 13th Symposium on Column Liquid Chromatography, Stockholm, Sweden, June 1989, Book of Abstracts-M/TU-P-006.
N. Tanaka, K. Hashidzume, M. Araki, H. Tsuchija, A. Okuno, K. Iwaguchi, S. Ohnishi, N. Takai, J. Chromatogr.448, 95 (1988).
G. E. Berendsen, K. A. Pikaart, L. de Galan, J. Liq. Chromatogr.3, 1437 (1980).
P. P. Wickramanayake, W. A. Aue, J. Chromatogr.195, 25 (1980).
C. R. Vogt, W. A. Aue, J. Chromatogr. Sci.16, 268 (1978).
B. Buszewski, Z. Suprynowicz, Chromatographia24, 573 (1987).
S. M. Staroverov, A. A. Serdan, G. V. Lisichkin, J. Chromatogr.364, 377 (1986).
A. Yu. Fadeev, S. M. Staroverov, J. Chromatogr.465, 233 (1989).
G. Fóti, C. Martinez, E. sz. Kovàts, J. Chromatogr.461, 243 (1989).
G. Fóti, E. sz. Kovàts, Langmuir5, 232 (1989).
G. E. Berendsen, K. A. Pikaart, L. de Galan, Chromatogr. Sci.2 (1982) (Biol. Biomed. Appl. Liq. Chromatogr.), 97.
D. Morel, J. Serpinet, J. Chromatogr.200, 95 (1980).
D. Morel, J. Serpinet, J. Chromatogr.214, 202 (1980).
D. Morel, J. Serpinet, J. Chromatogr.248, 231 (1980).
P. Claudy, J. M. Letoffé, C. Gaget, D. Morel, J. Serpinet, J. Chromatogr.329, 331 (1980).
C. Gonnet, D. Morel, E. Ramamonjimirina, J. Serpnet, P. Claudy, J. M. Letoffé, J. Chromatogr.330, 227 (1980).
D. Morel, K. Tabar, J. Serpinet, P. Claudy, J. M. Letoffé, J. Chromatogr.395, 73 (1987).
D. Morel, J. Serpinet, G. Untz, Chromatographia18, 611 (1984).
D. Morel, J. Serpinel, J. M. Letoffé, P. Claudy, Chromatographia22, 103 (1986).
B. Buszewski, L. Nondek, A. Jurãsek D. Berek, Chromatographia23, 442 (1987).
Wei Chang, M. McCown, J. Chromatogr.318, 173 (1985).
H. Engelhardt, B. Dreyer, H. Schmidt, Chromatographia16, 11 (1982).
B. W. Sands, Y. S. Kim, J. L Bass, J. Chromatogr.360, 353 (1986).
G. E. Berendsen, Ph. D. Thesis, Delft University Delft (1980).
E. sz. Kovàts, Ger. Pat. 2 930 516 (1979).
E. Szabo, Ngol Le Ha, P. Schneider, P. Zeitner, E. sz. Kovàts, Helv. Chim. Acta67, 2128 (1984).
J. Gobet, E. sz. Kovàts, Adsorption Sci. & Technol.1, 77 (1984).
B. Buszewski, A. Jurášek, J. Garaj, L. Nondek, I. Novák, D. Berek, J. Liq. Chromatogr.10, 2325 (1987).
R. D. Golding, A. J. Barry, M. F. Burke, J. Chromatogr.384, 105 (1987).
A. Dawidowicz, J. Rayss, Z. Suprynowicz, Chromatographia17, 157 (1983).
J. Rayss, A. Dawidowicz, Z. Suprynowicz, B. Buszewski, Chromatographia17, 437 (1983).
A. L. Dawidowicz, J. Rayss, Chromatographia20, 555 (1985).
Z. Suprynowicz, J. Rayss, A. L. Dawidowicz, R. Lodkowski, Chromatographia20, 677 (1985).
Z. Suprynowicz, R. Lodkowski, A. L. Dawidowicz, B. Buszewski, J. Chromatogr.395, 145 (1987).
B. Buszewski, B. Pfleiderer, K. Albert, E. Bayer, 13th Symposium on Column Liquid Chromatography, Stockholm, Sweden, June 1989, Book of Abstracts — TH/F-P-006.
L. C. Sander, S. A. Wise, Adv. Chromatogr.25, 139 (1986).
L. C. Sander, S. A. Wise, Anal. Chem.56, 504 (1984).
L. C. Sander, S. A. Wise, J. Chromatogr.316, 163 (1984).
S. A. Wise, L. C. Sander, W. E. May inD. E. Leyden (Ed.), Silanes, Surfaces and Interfaces., Gordon & Breach Sci. Publ., New York (1986), p. 349.
M. L. Hair, W. Hertl J. Phys. Chem.73, 4269 (1969).
V. V. Streilko, S. K. Rubanik, Adsorbtsia i Adsorbenty,2, 82 (1974) Naukova Dumka, Kiev (1974).
R. P. W. Scott, P. Kucera, J. chromatogr. Sci.13, 337 (1975).
M. L. Miller, R. W. Linton, G. E. Maciel, B. L. Hawkins, J. Chromatogr.319, 9 (1985).
L. T. Zhuravlev, A. V. Kiselev, V. P. Naidina, A. L. Polyakov, Russ. J. Phys. Chem.37, 113, 1216 (1963).
G. Schomburg, A. Deege, J. Köhler, U. Bien-Vogelsang, J. Chromatogr.282, 27 (1983).
L. Nondek, V. Vyskočil, Chromatogr.206, 581 (1981).
L. Nondek, A. Reissova, J. High Resolut. Chromatogr./ Chromatogr. Commun.7, 153 (1984).
G. W. Sears, Anal. Chem.30, 1981 (1956).
A. L. Khurama, Chi-Tang Ho, J. Liq. Chromatogr.11, 3205 (1988).
L. T. Zhuravlev, A. V. Kiselev, inD. H. Everett undR. H. Ottevill (Ed.), Proceedings of the IUPAC International Symposium on Surface Area Determinations, Butterwords, London (1970), p. 155.
L. R. Snyder, H. Poppe, J. Chromatogr184, 363 (1980).
R. K. Iler, J. Chromatogr.209, 341 (1981).
J. Köhler, D. B. Chase, R. D. Farlee, A. J. Vega, J. J. Kirkland, J. Chromatogr.,352, 275 (1986).
B. Buszewski, K. Šebekova, P. Božek, D. Berek, J. Chromatogr.367, 171 (1986).
J. Goworek, F. Nooitgedacht, H. Rijkhof, H. Poppe, J. Chromatogr.352, 399 (1986).
S. H. Hansen, P. Helboe, M. Thomsen, U. Lund, J. Chromatogr.210, 453 (1981).
S. H. Hansen, P. Helboe, M. Thomsen, J. Chromatogr.360, 53 (1986).
J. Köhler, J. J. Kirland, J. Chromatogr.385, 125 (1987).
L. R. Snyder, Principles of Adsorption Chromatography, Marcel Dekker, New York (1968).
O. A. g. J. van der Houven, R. H. A. Sorel, A., Hulshoff, J. Teeuwsen, A. W. M. Indemans, J. Chromatogr.203, 393 (1981).
H. W. Stuurman, K.-G. Wahlung, Chromatographia16, 147 (1982).
H. W. Stuurman, C. Peterson, H. Heldin, Chromatographia25, 685 (1988).
S. G. Weber, W. G. Tramposch, Anal. Chem.55, 1771 (1983).
W. G. Tramposch, S. G. Weber, Anal. Chem.56, 2567 (1984).
K.-G. Wahlund, A. Sokolowski, J. Chromatogr.151, 299 (1978).
A. Sokolowski, K.-G. Wahlund, J. chromatogr.189, 299 (1980).
P. C. Sadek, P. W. Carr, L. W. Bowers J. Liq. Chromatogr.8, 2369 (1985).
P. C. Sadek, P. W. Carr, L. W. Bowers, J. Chromatogr. Sci.25, 489 (1987).
H. Engelhardt inD. E. Leyden (Ed.),Silanes, Surfaces and Interfaces., Gordon & Breach Sci. Publ., New York, 1986, p. 381.
V. Ya. Davydov, L. T. Zhuravlev, A. V. Kiselev, Russ. J. Phys. Chem.38, 2254 (1964). (Zh. Fiz. Khim.38, 2047 (1964).
A. V. Kiselev, V. I. Lygin, Infrared Spectra of Surface Compounds, Wiley-Interscience, New York (1975).
M. R. Basila, J. Chem. Phys.35, 1151 (1961).
H. Mauss, H. Engelhart, J. Chromatogr.371, 235 (1986).
M. L. Hair inD. E. Leyden (Ed.), Silanes, Surfaces and Interfaces. Gordon & Breach Sci. Publ., New York (1986), p. 25.
M. L. Hair, W. Hertl J. Phys. Chem.77, 1965 (1973).
L. R. Snyder, J. W. Ward, J. Phys. Chem.70, 3941 (1966).
J. B. Peri, A. L. Hensley Jr., J. Phys. Chem.72, 2926 (1968).
C. G. Armistead, A. J. Tyler, F. M. Hambleton, S. A. Mitchel, J. A. Hockey, J. Phys. Chem.73, 3947 (1969).
H. de Boer, M. E. A. Hermans, J. M. Vleeskens, Proc. Konikl. Ned. Akad. Wetenschap.60, 44 (1957).
J. A. Hockey, B. A. Pethica, Trans. Faraday Soc.57, 2247 (1961).
D. W. Sindorf, G. E. Maciel J. Am. Chem. Soc.105, 1487 (1983).
B. Pfleiderer, K. Albert, E. Bayer, L. van de Ven, J. de Haan, C. Cramers, J. Phys. Chem. accepted for publication.
C. L. Guilemion, M. Le Page, A. I. de Vries, J. Chromatogr. Sci.9, 470 (1971).
M. Verzele, C. Devaele, D. Duquet, J. Chromatogr.329, 351 (1985).
G. E., Maciel, D. W. Sindorf, J. Am. Chem. Soc.102, 7606 (1980).
E. Bayer, K. Albert, J. Reiners, M. Nieder, D. Müller, J. Chromatogr.264, 197 (1983).
S. P. Boudreau, W. T. Cooper, Anal. Chem.61, 41 (1989).
D. W. Sindorf, G. E. Maciel, J. Phys. Chem.86, 5208 (1982).
G. Lindgren, B. Lundstöm, I. Källman, K.-A. Hansson, J. Chromatogr.296, 83 (1984).
H. H. Claesens, J. W. de Haan, L. J. M. van de Ven, P. C. de Bruyn, C. A. Cramers, J. Chromatogr.436, 345 (1988).
R. G. W. Wykoff, Crystal Structures Vol. I, Interscience Publ. Inc., New York (1960), p. IV23a,T. F. M. Barth, Am. J. Sci.23, 350 (1932).
B. Pfleiderer, E. Bayer, J. Chroamtogr.468, 67 (1989).
J. Nawrocki, J. Chromatogr.407, 171 (1987).
J. Nawrocki, Chromatographia28, 139 (1989).
S. K. Milonjić, L. K. Zhigunova, V. Lj. Pavosović, Chromatographia26, 324 (1988).
M. M. Marković, M. M. Kopečni, S. K. Milonjič, T. C. Ćeranić, J. Chromatogr.463, 281 (1989).
M. M. Marković, M. M. Kopečni, S. K. Milonjić, T. S. Ćeranić, Chromatographia26, 387 (1988).
M. M. Kopečni, R. J. Laub, S. K. Milonjić, Anal. Chem.52, 1032 (1980).
P. J. van den Driest, J. Ritchie, Chromatographia24, 324 (1987).
T. Welsch, H. Frank, J. Chromatogr.267, 39 (1983).
K. K. Unger, N. Becker, R. Roumieliotis, J. Chromatogr.125, 115 (1976).
M. L. Hair, W. Hertl., J. Phys. Chem.73, 2372 (1969).
F. H. van Cauwelaert, P. A. Jacobs, J. B. Uytterhoeven, J. Phys. Chem.76, 1434 (1972).
A. J. Van Roosmalen, J. C. Mol, J. Phys. Chem.82, 2748 (1978).
A. J. Van Roosmalen, J. C. Mol. J. Phys. Chem.83, 2485 (1979).
R. Sokoll, H. Hobert, I. Schmuck, J. Chem. Soc. Faraday Trans.82, 3391 (1986).
C. Clark-Monks, E. Ellis, J. Colloid Interface Sci.44, 37 (1973).
C. Morterra, M. J. D. Low, Chem. Commun.203 (1968).
C. Morterra, M. J. D. Low, J. Phys. Chem.73, 321 (1969).
C. Morterra, M. J. D. Low, J. Phys. Chem.73, 327 (1969).
C. Morterra, M. J. D. Low, J. Phys. Chem.74, 1297 (1970).
M. J. D. Low, M. Shimizu, J. C. McManus Chem Commun. 579 (1971).
C. Morterra, M. J. D. Low, J. Catal.,28, 265 (1973).
M. J. D. Low, J. Catal.32, 103 (1974).
M. J. D. Low, Y. J. Rhodes, P. D. Orphanos, J. Catal.40, 236 (1975).
M. J. D. Low, H. Mark, J. Catal.44, 300 (1976).
M. J. D. Low, H. Mark, J. Res. Inst. Catal. Hokkaido Univ.25, 1 (1977).
M. J. D. Low, H. Mark, J. Catal.48, 104 (1977).
M. J. D. Low, H. Mark, J. Catal.50, 373 (1977).
M. J. D. Low, A. G. Severdia, J. Chan, J. Catal.69, 384 (1981).
M. J. D. Low, E. McNelis, H. Mark, J. Catal.100, 328 (1986).
K. G. Krasilnikov, V. F. Kiselev, E. A. Sysoev, Dokl. Akad. Nauk SSSR116, 990 (1957).
D. Heidrich, D. Volkmann, B. Żurawski, Chem. Phys. Lett.80, 60 (1981).
M. L. Hair, W. Hertl, J. Phys. Chem.74, 91 (1970).
C. Walling, J. Am. Chem. Soc.72, 1164 (1950).
D. N. Strazhesko, V. B. Streilko, V. N. Belyakov, S. C. Rubanik, J. Chromatogr.102, 191 (1974).
D. L. Dugger, J. H. Stanton, B. N. Irby, B. L. McConnel, W. W. Cummingas, R. W. Maatman, J. Phys. Chem.68, 757 (1964).
B. N. Karger, J. N. LePage, N. Tanaka inCs. Horvath (Ed.), High Performance Liquid Chromatography — Advances and Perspectives, Vol. 2, Acad. Press, New York, 1980, p. 133.
R. E. Majors inCs. Horvath (Ed.), High Performance Liquid Chromatography — Advances and Perspectives, Vol. 1, Acad. Press, New York, 1980, p. 78.
T. Bernstein, H. Ernst, D. Freude, I. Juenger, B. Standte, J. Sauer, Z. Phys. Chem. (Leipzig)262, 1123 (1981).
K. Marshall, G. L. Ridgewell, C. H. Rochester, J. Simpson, Chem. Ind. (1974), 775.
H. Engelhardt, H. Müller, J. Chromatogr.218, 395 (1981).
H. Müller, H. Engelhardt, inI. Molnar (Ed.), Practical Aspects of Modern HPLC., Walter, de Gruyter, Berlin, New York (1982), p. 25.
H. Müller, GIT/Supplement, Chromatographie,3, 43 (1983).
S. H. Hansen, P. Helboe, M. Thomsen, J. Chromatogr.368, 39 (1986).
B. Buszewski, D. Berek, J. Garay, I. Novak, Z. Suprynowicz, J. Chromatogr.446, 191 (1988).
R. Schwarzenbach, J. Chromatogr.334, 35 (1985).
J. A. Hockey, Chem. Ind.1965, 57.
J. Nawrocki, J. Chromatogr.362, 117 (1986).
C. Giddings, Anal. Chem.35, 1999 (1963).
M. Verzele, C. Dewaele, Chromatographia18, 84 (1984).
M. Verzele, C. Dewaele, J. Chromatogr.217, 399 (1981).
J. Nawrocki, 13th Symposium on Column Liquid Chromatography, Stockholm, Sweden, June 1989, Book of Abstracts M/TU-P-005.
Z. Suprynowicz, R. Lodkowski, B. Buszewski, J. Michafek, 13th Symposium on Column Liquid Chromatography, Stockholm, Sweden, June 1989, book of Abstracts—M/TU-P-008.
Y. Ohtsu, Y. Shiojima, T. Okumura, J. Koyama, K. Nakamura, O. Nakata, N. Tanaka, 13th Symposium on Column Liquid Chromatography, Stockholm, Sweden, June 1989, book of Abstracts M/TU-P-010.
P. Möller, 13th Symposium on Column Liquid Chromatography, Stockholm, Sweden, June 1989, Book of Abstracts W-P-003.
K. Larsson, W. Hermann, P. Möller, D. Sanchez, J. Chromatogr.450, 71 (1988).
G. Eppert, G. Liebscher, I. Schinke, Chromatographia28, 9 (1989).
K. K. Unger, J. N. Kinkel, B. Anspach, H. Giesche J. Chromatogr.296, 3 (1984).
M. Verzele, M. De Potter, J. Ghysels, H. High Resolut. Chromatogr./Chromatogr. Commun.2, 151 (1979).
J. Nawrocki, D. L. Moir, W. Szczepaniak, Chromatographia28, 143 (1989).
Hsu Shih-Hsien, S. D. Fazio, S. A. Tomelini, J. B. Crowther, R. A. Hartwick, Chromatographia20, 161 (1985).
Y. Ohtsu, Y. Shiojima, T. Okumura, J. Koyama, K. Nakamura, O. Nakata, K. Kimata, N. Tanaka, J. Chromatogr.481, 147 (1989).
M. Verzele, LC-Mag. Liq. Chromatogr. HPLC,1, 217 (1983).
H. Claus, J. van Dijk, M. Verzele, J. Inst. Brewing86, 9 (1980).
W. A. Aue, M. M. Daniewski, J. Müller, J. P. Laba, Anal. Chem.49, 1465 (1977).
W. A. Aue, M. M. Daniewski, E. Pickett, P. R. McCullough, J. Chromatogr.111, 37 (1975).
K. Tanabe inJ. R. Anderson andM. Boudart (Ed.), Catalysis, Science and Technology, Springer-Verlag, Berlin (1981), p. 231.
R. Fiedorow, Z. Dudzik, Wiad. Chem. (Warsaw)22, 309 (1978).
J. P. Hendra, J. R. Horder, E. J. Loader, J. Chem. Soc. A., 1766 (1971).
J. Adams, C. S. Giam, J. Chromatogr.285, 81 (1984).
J. Gobet, E. sz. Kováts, Ads. Science & Technol.1, 111 (1984).
I. Altug, M. L. Hair, J. Phys. Chem.71, 4260 (1967).
A. V. Kiselev, B. V. Kuznetsov S. N. Lanin, J. Colloid Interface Sci.69, 148 (1979).
S. G. Ash, A. V. Kiselev, B. V. Kuznetsov, Trans. Faraday Soc.67, 3118 (1971).
E. Robinson, R. A. Ross, J. Chem. Soc.A, 84 (1970).
P. B. West, G. L. Haller, R. L. Burwell Jr., J. Catal.29, 486 (1973).
T. P. Kobylinski H. Pines, J. Catal.17 (1970).
A. V. Kiselev, Quart. Rev. Chem. Soc.15, 99 (1961).
E. Papirer, A. Vidal, Wang Meng Jiao, J. B. Donnet, Chromatographia23, 279 (1987).
A. Vidal, E. Papirer, Wang Meng Jiao, J. B. Donnet, Chromatographia23, 121 (1987).
Ch. L. Thomas, Ind. Eng. Chem.41, 2564 (1949).
K. Tanabe, T. Sumiyoshi, K. Shibata, T. Kiyoura, J. Kitagawa, Bull. Chem. Soc. Jap.47, 1064 (1974).
M. Itoh, H. Hattori, K. Tanabe, J. Catal.35, 225 (1974).
K. Shibata, T. Kiyoura, J. Kitagawa, T. Sumiyoshi, K. Tanabe, Bull. Chem. Soc. Jap.46, 2985 (1973).
K. Tanabe, Solid Acid and Bases, Acad. Press, London (1970).
T. Paryjczak, Gas Chromatography in Adsorption and Catalysis, E. Horwood Ltd., Chichester (1986).
P. E. Eberly, J. Phys. Chem.65, 68, 1261 (1961).
Author information
Authors and Affiliations
Rights and permissions
About this article
Cite this article
Nawrocki, J. Silica surface controversies, strong adsorption sites, their blockage and removal. Part I. Chromatographia 31, 177–192 (1991). https://doi.org/10.1007/BF02274570
Received:
Accepted:
Issue Date:
DOI: https://doi.org/10.1007/BF02274570