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(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2023/3/5根據(jù)分離機(jī)理，離子色譜可分為：離子交換色譜（重點(diǎn)）離子排斥色譜離子對(duì)色譜…第2頁(yè)，共30頁(yè)，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(shù)脂，陰離子型，陽(yáng)離子型流動(dòng)相：酸性或堿性水溶液基本原理：利用不同待測(cè)離子對(duì)固定相的離子交換能力的差別來(lái)實(shí)現(xiàn)分離。待測(cè)離子與離子交換樹(shù)脂固定相上的帶電荷基團(tuán)發(fā)生可逆交換反應(yīng)：陽(yáng)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(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2023/3/5

典型的離子交換樹(shù)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(tuán)作為可交換的離子基團(tuán)。陽(yáng)離子交換樹(shù)脂上具有與陽(yáng)離子交換的基團(tuán),如-SO3-H+

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

R—SO3H+M+=R—SO3M+H+陽(yáng)離子交換樹(shù)脂強(qiáng)酸性弱酸性－SO3-

H+－COO-

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

R—NR4OH+X-=R—NR4X+OH-第7頁(yè)，共30頁(yè)，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(yè)，共30頁(yè)，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(gè)試樣的分析；（2）分離能力高在適宜的條件下，可使常見(jiàn)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(diǎn)第9頁(yè)，共30頁(yè)，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(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2023/3/5ICS90第11頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2023/3/5離子色譜儀流程圖第12頁(yè)，共30頁(yè)，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(guò)濾、脫氣。第13頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2023/3/52泵與HPLC泵相同，對(duì)泵的材料、流速范圍和對(duì)壓力要求不同。第14頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2023/3/5開(kāi)始分析廢液樣品

淋洗液至分離柱進(jìn)樣閥樣品裝樣廢液

淋洗液至分離柱3定量環(huán)進(jìn)樣（ＬＯＡＤ）（ＩＮＪＥＣＴ）樣品環(huán)第15頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2023/3/54色譜柱因?yàn)榱鲃?dòng)相是強(qiáng)酸強(qiáng)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(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2023/3/55檢測(cè)器電導(dǎo)檢測(cè)器檢測(cè)具有電導(dǎo)性化合物的通用型檢測(cè)器離子色譜最常用的檢測(cè)器紫外－可見(jiàn)光度檢測(cè)器紫外直接吸收或可見(jiàn)光光度法測(cè)定選擇性強(qiáng)熒光法檢測(cè)器電化學(xué)檢測(cè)器在特定的條件下可對(duì)某些化合物直接進(jìn)行氧化還原反應(yīng)第17頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2023/3/5電導(dǎo)檢測(cè)器

測(cè)定溶液流過(guò)電導(dǎo)池電極時(shí)的電導(dǎo)率可檢測(cè)大部分離子型化合物溶液至檢測(cè)池電極

檢測(cè)池第18頁(yè)，共30頁(yè)，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(cè)

（樣品：飲用水）F-Cl-NO3-SO4-第19頁(yè)，共30頁(yè)，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(yè)，共30頁(yè)，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(cè)器檢測(cè)。淋洗液：低濃度,低電導(dǎo)率的弱電解質(zhì)(有機(jī)弱酸或有機(jī)弱堿）。苯甲酸，檸檬酸能否用強(qiáng)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(duì)泵和檢測(cè)器的腐蝕性弱。第21頁(yè)，共30頁(yè)，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(cè)器是電導(dǎo)檢測(cè)器,離子色譜淋洗液為強(qiáng)電解質(zhì)的酸堿溶液時(shí)，由于淋洗液的電導(dǎo)本底值高,而被測(cè)物的濃度又大大小于流動(dòng)相電解質(zhì)的濃度,這樣難以測(cè)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(yè)，共30頁(yè)，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(yè)，共30頁(yè)，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(gè)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(cè)離子的檢測(cè)靈敏度。

第24頁(yè)，共30頁(yè)，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(guò)抑制：S時(shí)間S時(shí)間經(jīng)過(guò)抑制：廢液H2OH+Na+12943樣品F,CI,SO42---FSO42CI---FSO42CI---負(fù)極正極OH-第25頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2023/3/5抑制器

提高待測(cè)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(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2023/3/5自動(dòng)連續(xù)再生陰離子抑制器中電化學(xué)反應(yīng)和離子移動(dòng)NaOH,H2H+廢液廢液陽(yáng)極檢測(cè)器H+

+O2H2

+OH-H2OH2ONa+H+

+OH-H2OH+,

X-H+,

X-

inH2OH2OH2OH2O,O2陽(yáng)離子交換膜Na+,

X-

在NaOH淋洗液中陰極第27頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2023/3/5第28頁(yè)，共30頁(yè)，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