離子色譜儀的原理及應(yīng)用

關(guān)于離子色譜儀的原理及應(yīng)用2023/3/5第1頁，共30頁，2023年，2月20日，星期五2023/3/5根據(jù)分離機理，離子色譜可分為：離子交換色譜（重點）離子排斥色譜離子對色譜…第2頁，共30頁，2023年，2月20日，星期五2023/3/5

一.離子交換色譜法的原理

固定相：離子交換樹脂，陰離子型，陽離子型流動相：酸性或堿性水溶液基本原理：利用不同待測離子對固定相的離子交換能力的差別來實現(xiàn)分離。待測離子與離子交換樹脂固定相上的帶電荷基團發(fā)生可逆交換反應(yīng)：陽離子交換：R—SO3H+M+=R—SO3M+H+

陰離子交換：R—NR4OH+X-=R—NR4X+OH-

應(yīng)用：離子及可離解的化合物，氨基酸、核酸等。第3頁，共30頁，2023年，2月20日，星期五2023/3/5

典型的離子交換樹脂是由苯乙烯和二乙烯苯交聯(lián)共聚而成，在基體上引入各種不同酸堿基團作為可交換的離子基團。陽離子交換樹脂上具有與陽離子交換的基團,如-SO3-H+

，其中-SO3-和有機聚合物牢固結(jié)合形成固定部分，而H+是可流動的，能為其它陽離子所交換:

R—SO3H+M+=R—SO3M+H+陽離子交換樹脂強酸性弱酸性－SO3-

H+－COO-

H+第4頁，共30頁，2023年，2月20日，星期五2023/3/5Na+、Ca2+:誰先被洗出？為什么？第5頁，共30頁，2023年，2月20日，星期五2023/3/5分離陽離子02468101214Retentiontime(min)01234Na+NH4+K+Mg2+Ca2+μS第6頁，共30頁，2023年，2月20日，星期五2023/3/5陰離子交換樹脂強堿性弱堿性陰離子交換樹脂具有與樣品中陰離子交換的基團。陰離子交換樹脂也可分為強堿性和弱堿性樹脂。

R—NR4OH+X-=R—NR4X+OH-第7頁，共30頁，2023年，2月20日，星期五2023/3/5分離陰離子0246810121416Retentiontime(min)08mSF-NO3-SO42-Cl-NO2-Br-HPO42-第8頁，共30頁，2023年，2月20日，星期五2023/3/5（1）分析速度快可在數(shù)分鐘內(nèi)完成一個試樣的分析；（2）分離能力高在適宜的條件下，可使常見的各種陰離子混合物分離；例：使用雙柱法，在十幾分鐘內(nèi)，可使七種陰離子完全分離。（3）分離混合陰離子的最有效方法（4）耐腐蝕，儀器流路采用全塑件，玻璃柱二.離子色譜的特點第9頁，共30頁，2023年，2月20日，星期五2023/3/5第二節(jié)離子色譜儀的組成第10頁，共30頁，2023年，2月20日，星期五2023/3/5ICS90第11頁，共30頁，2023年，2月20日，星期五2023/3/5離子色譜儀流程圖第12頁，共30頁，2023年，2月20日，星期五2023/3/51液體貯罐聚乙烯瓶或桶，使液體與大氣隔離，洗脫液應(yīng)過濾、脫氣。第13頁，共30頁，2023年，2月20日，星期五2023/3/52泵與HPLC泵相同，對泵的材料、流速范圍和對壓力要求不同。第14頁，共30頁，2023年，2月20日，星期五2023/3/5開始分析廢液樣品

淋洗液至分離柱進樣閥樣品裝樣廢液

淋洗液至分離柱3定量環(huán)進樣（ＬＯＡＤ）（ＩＮＪＥＣＴ）樣品環(huán)第15頁，共30頁，2023年，2月20日，星期五2023/3/54色譜柱因為流動相是強酸強堿，故柱子不能是金屬柱。包括泵、管道、閥、色譜柱和接頭都要用PEEK制成。IC能否是正相色譜？第16頁，共30頁，2023年，2月20日，星期五2023/3/55檢測器電導(dǎo)檢測器檢測具有電導(dǎo)性化合物的通用型檢測器離子色譜最常用的檢測器紫外－可見光度檢測器紫外直接吸收或可見光光度法測定選擇性強熒光法檢測器電化學(xué)檢測器在特定的條件下可對某些化合物直接進行氧化還原反應(yīng)第17頁，共30頁，2023年，2月20日，星期五2023/3/5電導(dǎo)檢測器

測定溶液流過電導(dǎo)池電極時的電導(dǎo)率可檢測大部分離子型化合物溶液至檢測池電極

檢測池第18頁，共30頁，2023年，2月20日，星期五2023/3/505.0010.0015.00Retentiontime(min)05.010.015.020.0uSColumn：IonPac

AG12A/AS12A

Eluent：2.7mMNa2CO30.3mMNaHCO3

Flowrate：1.2mL/minDetection：Conductivity(ASRSRecycleMode)

電導(dǎo)檢測

（樣品：飲用水）F-Cl-NO3-SO4-第19頁，共30頁，2023年，2月20日，星期五2023/3/5非抑制型離子色譜儀（單柱型）

抑制型離子色譜儀（雙柱型）離子色譜儀第20頁，共30頁，2023年，2月20日，星期五2023/3/5單柱離子色譜法直接用電導(dǎo)檢測器檢測。淋洗液：低濃度,低電導(dǎo)率的弱電解質(zhì)(有機弱酸或有機弱堿）。苯甲酸，檸檬酸能否用強電解質(zhì)的淋洗液？單柱離子色譜法比雙柱離子色譜法靈敏度低,但儀器操作方便,對泵和檢測器的腐蝕性弱。第21頁，共30頁，2023年，2月20日，星期五2023/3/5雙柱離子色譜法離子色譜通用的檢測器是電導(dǎo)檢測器,離子色譜淋洗液為強電解質(zhì)的酸堿溶液時，由于淋洗液的電導(dǎo)本底值高,而被測物的濃度又大大小于流動相電解質(zhì)的濃度,這樣難以測量由于樣品離子的存在而產(chǎn)生微弱電導(dǎo)的變化。

第22頁，共30頁，2023年，2月20日，星期五2023/3/5抑制器的作用廢液BackGround：Na2CO3/NaHCO3

(700μS)NaF,NaCl,NaNO3Na2HPO4,Na2SO4～～RetentiontimeConductivityNaFNaClNaNO3Na2HPO4Na2SO4BackGround：Na2CO3/NaHCO3

(700μS)～～RetentiontimeConductivityHFHClHNO3H3PO4H2SO4RetentiontimeBackGround：H2CO3

(15μS)Conductivity第23頁，共30頁，2023年，2月20日，星期五2023/3/5雙柱離子色譜法在分離柱后接上一個抑制柱,它的作用是降低淋洗液本身的電導(dǎo),相應(yīng)地提高被測離子的檢測靈敏度。

第24頁，共30頁，2023年，2月20日，星期五2023/3/5陰離子抑制器抑制器的作用淋洗液(Na2CO3)分析柱HF,HCI,H2SO4

inH2CO3NaF,NaCl,

Na2SO4inNa2CO3廢液H2O不經(jīng)過抑制：S時間S時間經(jīng)過抑制：廢液H2OH+Na+12943樣品F,CI,SO42---FSO42CI---FSO42CI---負極正極OH-第25頁，共30頁，2023年，2月20日，星期五2023/3/5抑制器

提高待測離子的電導(dǎo)率：

提高靈敏度Na+,

Cl-

H+,

Cl-

降低背景電導(dǎo)(淋洗液):

減少噪音Na+,

HCO3-

H2CO3Na+,

OH-

H2O第26頁，共30頁，2023年，2月20日，星期五2023/3/5自動連續(xù)再生陰離子抑制器中電化學(xué)反應(yīng)和離子移動NaOH,H2H+廢液廢液陽極檢測器H+

+O2H2

+OH-H2OH2ONa+H+

+OH-H2OH+,

X-H+,

X-

inH2OH2OH2OH2O,O2陽離子交換膜Na+,

X-

在NaOH淋洗液中陰極第27頁，共30頁，2023年，2月20日，星期五2023/3/5第28頁，共30頁，2023年，2月20日，星期五2023/3/5第三節(jié)離子色譜的應(yīng)用陰離子分析:

雙柱