离子色谱十篇

时间:2023-03-21 23:03:37

离子色谱

离子色谱篇1

离子色谱法是通过该分析离子的分析方法从而有效地交换色谱离子的色谱交换法,排阻色谱和色谱3色谱分析,使用这一时期是离子机构的主成分分析的最重要的应用离子交换技术。由高交联和的下交换容量的组合物,和这种常规的离子交换,因为它的尺寸小层析,体积常规的离子交换层析已经无法满足当今不断变化的环境中的社会需求。离子色谱是离子色谱法中的组件,使用在离子交换色谱固定离子的,当样品进行层析,用一个合适的解决办法交换留下的监测样品进行洗涤时的残基的高效方式,对于不同的残基到不同的解决方案中,当所收集的样品与离子交换需要被连续地处理,以便确保平衡吸附。采用离子色谱已经参与了一些在食品工业,制药行业和纺织,离子色谱当前的社会环境下的行业将有更广阔的发展空间,未来将因更紧凑离子监测操控系统,更准确的监测结果,更受到人们的关注和使用

2离子色谱法在监测中的应用

社会经济的不断发展对环境造成了很大的压力,使环境问题越来越严重,成为人们关注的焦点,这就需要利用针对性非常强的仪器对相关环境进行监测,从而达到保护环境的目的。目前对我国来说最主要的工作就是对企业废水排放的控制及空气污染的治理,离子色谱作为一种快速、灵敏、准确的测试技术在环境分析中应用极为广泛并发挥重要作用。下面就针对这种情况对离子色谱分许法应用的情况进行分析和研究。

2.1离子色谱法在水环境监测方面的应用

传统的污水检测指标主要是硫酸盐,传统的测定方式具有准确度高的优点,但是这种方法需要操纵的时间较长。相比之下,离子色谱法还可以监测到碱金属和碱土金等污染物质。在操纵过程中,污水离子色谱的前处置柱会去除污水中的有机质,这样就提升了离子色谱监测的作用,但是通过这种方式不会对污水的污染情况进行彻底的监测。在工业发达的城市中进行污水监测要将废水中的杂质尽可能去除,这样才能保证检测结果的准确性,也是为了保护分离柱防止被破坏。离子色谱在水环境监测方面的工作非常重要,在对降水进行监测的过程中要利用离子色谱仪,这样可以增加监测结果的准确性。采用离子色谱仪在20到30分钟内就可以基本监测出氟化物、氯化物、亚硝酸盐、氮硝酸盐及硫酸盐等污染物质。通过配置标准溶液,选择核实的浓度配备成多个项目可以使用的溶液,进而绘制出标准曲线,通过与标准曲线的对比可以对水环境进行定量分析,其精密度和准确度都达到环境监测实验室质量控制指标的要求。这也就是说,采取离子色谱法对水环境进行监测有非常高的工作效率,这牙膏对环境监测车上即时进行水质检测有很大的帮助。在土样或其他固体形式的样品需要监测时,需要经过超声波和溶液浸泡等方法将离子提取出溶液,然后再进行相关分析。

2.2离子色谱法在空气监测方面的应用

氯化氢是一种对空气污染很严重的有害气体,虽然在空气中的含量不多,但是在垃圾集中焚烧的地方会急速提升氯化氢的含量。研究表明,空气中的氯化氢含量过高会影响周围人的生活和牲畜的健康,进而对整个地区的居民都造成了威胁。但是,仅通过传统的监测方式还很难监测到空气中的氯化氢的含量,所以想实现对空气中有毒气体的排放就需要使用到离子色谱法。下面对实验方法进行简单的研究,首先要收集样本,参照空气和废气监测分析方法取两只大型气泡吸收管,分别装入十毫升吸收液,吸收液中要包含两毫摩碳酸氢钠和一点三毫摩碳酸钠,用硅胶管将其串联起来后接到大气采样器上,再用硅胶管将孔径零点三微米的微孔滤膜过滤器套在吸收管的进气孔上,以每分钟一升的流量采气六十分钟。采样结束后,将吸收液放入六十毫升的聚乙烯瓶中,等待测定。利用离子色谱进行分析的条件是采用阴离子交换柱,含有两毫摩碳酸氢钠和一点三毫摩碳酸钠的淋洗液,以每分钟八百微升的流速在二十摄氏度的温度下进样二十微升。监测的时候,要选用带有化学抑制柱、灵敏度高并检出限低的离子色谱仪,这样才可以保证监测的精密度。因为在进行分析的过程中只需要用到再生液和淋洗液而不需要其他多余的试剂,所以可以产生大量节约药品的作用,进而对环境产生最小的污染,更重要的是这样检测之后,监测结果的重现性好。采用离子色谱法对大气中氯化氢等有毒有害物质进行监测,既方便又快捷,是目前大气环境监测的最优选择。

2.3离子色谱仪的维修与保养

离子色谱仪都属于高精度的仪器,所以其使用寿命就与仪器的精密度有着密切的联系,这样就需要对仪器进行常规的维护与保养。实验室要定期用淋洗液对洗色谱柱进行清洁,其目的是防止分离柱在运用过程中被阻塞,或者在运行中出现气泡流动的现象,这样,在监测分析或者冲洗的过程中必须要注射空白样。其次,在进行下一次研究实验前要确定是否进行过清洁工作,以保证实验的安全进行。一旦分离柱受到污染,监测数据中就会重叠峰的现象。此时就看出了离子色谱按照日常标准进行清洁的重要性,清洁的同时还要按照说明书的步骤严格进行。还值得注意的是,不同类型,不同品牌的离子色谱需要进行不同的清洁和维护,切不可采取相同的措施,否则将会适得其反,另外,厂家的专业人员还应该适时对离子色谱进行精确的密度调整,确保数据结果的准确性。

3结语

离子色谱篇2

关键词:阴离子;降水;离子色谱

中图分类号O657.7+5

作为人们赖以生存的基本条件之一,水是地球上最常见的物质。它是生物体最重要的组成,是所有生命生存的重要资源。水的特点就是在常压常温下的条件下,无味、无色,它包括人工制水和天然水。天然水中包括了地下水、海水、大气水、湖泊、河流等。降水就是地面从大气中获得的水气凝结物,该凝结物中包括了空中降落到地面上的水汽凝结物,还包括了地物表面或大气中水汽直接在地面的凝结物。随着当今社会的不断快速发展,以及人们的生活质量不断提高,水的安全和环保越来越受到人们的关注以及重视。在天然水中大气降水的含量可以用来监测大气的质量。所以,对降水中的阴离子含量进行监测对人们的生活环境和质量有着不可替代的作用。降水中含有诸多常见的阴离子。对于监测降水的方法主要有电化学法、荧光法、分光光度法、色谱法等等。而其中的离子色谱法是对阴离子分析、监测的最合适的方法,它是高效、新型的液相色谱技术。该方法具有操作简便、准确性高、灵敏度好等优点,可以用于分析降水中四种阴离子,该方法通过同时测定降水中4种阴离子,并以离子的电化学来抑制电导离子色谱法。

1、离子色谱法

离子色谱是分离阳离子和阴离子的一种液相色谱方法,它属于高效液相色谱的一种。离子色谱具有分离柱容量高、稳定性好,可同时对多种离子化合物进行分析,选择性好,灵敏度高,方便、快速等优点。离子色谱法是对阴离子和阳离子混合物用电导检测器作痕量和常量分析的色谱法。为了有效抑制流动相中的电解质的电导率,在对其分析时可在分离株之后串接抑制柱的方式实现。采用离子色谱法的优点在于:离子色谱法是监测色谱分离的离子方法,在离子交换树脂柱的后面安装了改进后的电导检测器。将高效液相色谱技术与经典的离子交换色谱技术相结合,就诞生了现代离子色谱法,它使用了连续电导检测器。它还具有灵敏、高效、连续、迅速等特点。离子色谱法的原理是在进行离子交换树脂分离离子时,取决于离子交换官能团、移动相、样品离子3者的关系。离子色谱法所采用的仪器是分离柱,如蛰合离子交换树脂、阴离子交换树脂或阳离子交换树脂等,分离柱装有离子交换树脂。其使用均匀粒度小球形树脂是为了能够提高色谱分析效率,减小扩散阻力。抑制反应在离子色谱中与电导检测法相配合使用。例如不离解的弱酸分子、乙醇、水等,检测器不响应这类的分子。温度稳定是电导检测器的一种重要的条件,根据这个条件,要将检测池放入恒温箱。双示差电导检测器不但可以对十至九摩尔的阴离子进行测定,同时还消除了温度变化对检测产生的影响。在测定各种离子的含量时,可以采用离子色谱来实现。离子色谱特别适于对电厂水、各种废水、雨水、矿泉水、高纯水、饮用水等水溶液中低浓度阴离子进行测定。

另外,离子色谱还可应用于环境保护、钢铁工业等领域的生产测定。离子色谱能够测定铵盐、稀土离子有机酸、重金属、碱土金属、碱金属、有机阴离子等离子。检测器不仅能对移动相中的离子有响应,而且能够检测样品离子,这也需要对移动相离子的干扰进行消除。抑制、消除移动相离子干扰的方法有⑴柱后衍生作用。将对被测物有特效作用的试剂与从柱子流出的洗出液相混合,并生产带色的络合物。对衍生试验的要求是不与移动相生成络合物,而是与被测物生成络合物。衍生试剂包含有茜素红,柱后衍生法可以用于对重金属离子的测定。⑵抑制反应。移动相可以采用抑制反应来进行改变,使检测器不会测出移动相离子。抑制反应在装有强酸性阳离子交换树脂中进行,这种树脂的缺点就是使用不方便,因为树脂在使用了一段时间后则需要进行再生。如果想要连续地进行抑制反应就需要改用连接有胺基的离子交换膜或连接有磺酸基的离子交换膜。例如:阴离子交换膜能够使阴离子通过它来进行扩散,而阳离子则进行扩散。

2、实验与其试剂和仪器

试验所使用的阴离子储备液经过微孔滤膜进行了过滤处理。试验的因素为柱温和淋洗液流速,淋洗液选用自动淋洗液发生系统产生的溶液。在此基础上,进行三个水平的正交试验因素的随机建立。判断所选实验条件的灵敏度时,以的峰高作为观察指标,其观察指标以色谱峰的峰面积来决定。的峰高最高时,平衡时间大约为就是?分钟,系统压力大约在一千九百KPa,进样体积是251,阴离子抑制器的电流是七十五安培。这些结果基于柱温三十五摄氏度,流速为每分钟1.0毫升的前提下。在对用品进行了微孔滤膜过滤处理后,并同时经过了RP柱的处理,检出限、回归方程、线性范围在优化色谱的条件下,、、、的标准溶液浓度范围与大气降水中的各个离子的浓度含量最为接近。试验根据选定的条件来做标准曲线,并对阴离子标准溶液进行配置。峰不会受到水负峰的影响。、、的浓度分别是2、2、2、2mg/L。离子峰高的比例较为合适,阴离子的分离度较好,在十分钟内所有阴离子有效分离。采用ASII-HC柱对各个阴离子进行分离。对阴离子、、的标准溶液进行测定。其阴离子的浓度分别为:10、8、6、4、2 mg/L,对各个峰的峰面积以及其保留时间进行分析,结果具有较好的重现性,峰面积RSD在百分之1.17至百分之2.46之间,而保留时间的RSD在百分之0.03至0.06之间。

结束语

采用离子色谱法,可以达到对大量样品实现快速检测的目标,其具有分析过程快速的优点,能够对降水中的干扰物质进行有效去除。文章介绍的方法从很大程度上提高了工作的效率,它应用的范围广泛,具有操作工艺简单、干扰离子少、精密度高、相关性好、线性范围宽等优点。

参考文献

[1]吴宏伟,陈梅兰,寿旦,朱岩.离子色谱-化学发光法测定环境水样中痕量间苯二酚和间苯三酚[J].分析化学,2012(11).

离子色谱篇3

关键词 离子对色谱;整体柱;离子液体;吡啶阳离子;紫外检测

2011-06-29收稿;2011-09-05接受

本文系黑龙江省自然科学基金(No. B200909)、黑龙江省教育厅科学技术研究项目(No. 11541088)和黑龙江省高校科技创新团队建设计划项目(No. 2011TD010)资助

* E-mail:yuhong@hrbnu.省略

1 引 言

离子液体是一种由体积较大的特定阳离子(如烷基咪唑离子、烷基吡啶离子、烷基季铵离子等)和体积较小的阴离子(如Br.

Symbolm@@ 等)构成的,在室温或接近室温下呈液态的有机熔盐体。离子液体以其蒸气压低、熔点低、导电性好、特殊的溶解性能等优点成为近年来世界各国研究者共同关注的领域[1]。随着离子液体在催化、有机合成、电化学、分析化学等领域越来越广泛的应用[1~4],有必要研究与其相关的分离检测方法。

离子液体的分离检测主要包括离子液体阴离子的测定和离子液体阳离子的测定。分离测定离子液体阴离子的方法主要是离子色谱法[5,6]。分离测定离子液体阳离子的方法主要有反相液相色谱法[7~9]、离子色谱法[10~13]、离子对色谱法[14,15]、亲水相互作用液相色谱法[16,17]、毛细管电泳法[18]和超高效液相色谱法[19]。整体柱又称为整体固定相,依据其基质主要分为聚合物整体柱和硅胶整体柱。与传统色谱柱相比,整体柱具有分析速度快、分离效率高等优点。近些年来,整体柱已成为色谱分离领域的研究热点[20~22]。尤其是在快速、高通量分析方面,整体柱的高流速分析使其尽显优势。用整体柱分析离子液体阳离子的报道很少,采用电导检测的方法测定咪唑阳离子[23]已有报道。

本研究发展了吡啶类离子液体阳离子的快速分离分析方法。采用反相硅胶整体柱和紫外检测的离子对色谱法梯度淋洗快速分离测定了4种吡啶类离子液体阳离子,研究了影响吡啶阳离子保留的因素,选择了最佳的色谱分离条件,建立了整体柱离子对色谱快速分离测定吡啶离子液体阳离子的分析方法。

2 实验部分

2.1 仪器与试剂

1200系列高效液相色谱仪(美国Agilent公司),配有DAD-G1315D型二极管阵列检测器、G1311A型四元泵、TCC-G1316A型柱温箱、ALS-G1329A型自动进样器和Degasser-G1322A型脱气机;Simplicity纯水系统(美国Millipore公司);DOA-P504-BN型无油真空泵(美国IDEX公司);PHSF-3F型 pH计(上海精密科学仪器有限公司);0.22

SymbolmA@ m过滤膜(上海市新亚净化器件厂)。

离子液体:碘化N-乙基吡啶、N-丁基吡啶三氟甲磺酸盐、N-丁基-4-甲基吡啶四氟硼酸盐、溴化N-己基吡啶(纯度 ≥ 99%,上海成捷化学有限公司);庚烷磺酸钠、戊烷磺酸钠(色谱纯,天津市光复精细化工研究所);乙腈(色谱纯,Dikma Technologies公司);柠檬酸(优级纯,上海试剂一厂)。配制溶液采用电阻率18.2 MΩ cm的超纯水。

2.2 溶液配制

2.2.1 淋洗液的配制和处理 用超纯水配制一定浓度的庚烷磺酸钠或戊烷磺酸钠溶液,用柠檬酸调至所需pH值。实验所用庚烷磺酸钠或戊烷磺酸钠溶液、乙腈和去离子水经0.22

SymbolmA@ m滤膜过滤。

2.2.2 标准溶液的配制 用超纯水先配制被测离子浓度为1000 mg/L的标准储备液,然后稀释至实验所需浓度,经0.22

SymbolmA@ m滤膜过滤后备用。

2.3 色谱分析

Chromolith Speed ROD RP-18e色谱柱(100 mm×6 mm, 德国Merck公司),ZORBAX Eclipse XDB-C18 (150 mm×6 mm, 美国Agilent公司)。淋洗液:A,1.0 mmol/L庚烷磺酸钠(用柠檬酸调至pH 4.0);B,乙腈。淋洗梯度:0~2.0 min,10% B; 2.0~2.5 min,10%~15% B;2.5~4.0 min,15% B;4.0~4.5 min,15%~20% B;4.5~10.0 min,20% B。流速:3.0 mL/min。柱温:30 ℃。进样体积:20

SymbolmA@ L。检测方式:紫外检测,波长260 nm。数据处理采用安捷伦Rev.B.04.01色谱工作站。

3 结果与讨论

3.1 色谱条件的优化实验

3.1.1 色谱柱对离子分离的影响 实验比较了C18反相硅胶整体柱(Chromolith Speed ROD RP-18e column)和C18反相硅胶填充柱(ZORBAX Eclipse XDB-C18 column)对分离的影响。将色谱柱温度控制在30 ℃,流速为1.0 mL/min,以80% 1.0 mmol/L庚烷磺酸钠(pH 4.0)+20%乙腈为淋洗液,用两种色谱柱分离4种吡啶离子液体阳离子(N-乙基吡啶阳离子N-ethyl-pyridinium cation (EPy)、N-丁基吡啶阳离子N-butyl-pyridinium cation (BPy)、N-丁基-4-甲基吡啶阳离子N-butyl-4-methyl-pyridinium cation (BMPy)、N-己基吡啶阳离子N-hexyl-pyridinium cation (HPy))的结果见图1。在相同样条件下,分析物在C18反相硅胶填充柱的保留强,色谱峰形差,拖尾现象严重,而且由于硅胶填充柱受流速的限制,不能通过改变流速缩短保留时间。相比之下,使用反相硅胶整体柱更适合进行快速分析。

Fig.1 Chromatograms of separation of pyridinium cations using monolithic and packed column

色谱柱(Column),(a) Chromolith Speed ROD RP-18e, (b) ZORBAX Eclipse XDB-C18; 淋洗液(Eluent),80% 1.0 mmol/L 庚烷磺酸钠(1-Heptanesulfonic acid sodium, pH 4.0)+20%乙腈(Acetonitrile); 流速(Flow rate),1.0 mL/min;柱温(Column temperature), 30 ℃,进样体积(Inject volume), 20

SymbolmA@ L; 检测波长(Detection), 260 nm. 色谱峰(Peaks, mg/L): 1. N-Ethyl-pyridinium cation (EPy) (40.0); 2. N-Butyl-pyridinium cation (BPy) (100.0); 3. N-Butyl-4-methyl-pyridinium cation (BMPy) (100.0); 4. N-Hexyl-pyridinium cation (HPy) (100.0).

3.1.2 离子对试剂对离子保留的影响及其选择 比较了两种离子对试剂戊烷磺酸钠和庚烷磺酸钠对分离的影响,实验分别采用15%乙腈 +85% 1.0 mmol/L戊烷磺酸钠或庚烷磺酸钠(pH 4.0)为淋洗液,分离4种吡啶离子液体阳离子,结果见图2。戊烷磺酸钠做流动相时,对吡啶阳离子的保留较弱,使得3种短链的吡啶阳离子分离较差。为了提高吡啶阳离子的保留以便优化分离,实验选用庚烷磺酸钠作为离子对试剂。

Fig.2 Chromatograms obtained using different ion-pair reagents

淋洗液(Eluent),(a) 80% 1.0 mmol/L庚烷磺酸钠(1-Heptanesulfonic acid sodium,pH 4.0) +20%乙腈(Acetonitrile); (b) 80% 1.0 mmol/L戊烷磺酸钠(1-Pentanesulfonic acid sodium,pH 4.0) +20%乙腈(Acetonitrile); 色谱柱(Column): Chromolith Speed ROD RP-18e. 其它色谱条件和色谱峰号同图1 (The other chromatographic conditions and peak marks as in Fig.1)。

选定离子对试剂后,以80%庚烷磺酸钠(pH 4.0)-20%乙腈为淋洗液,考察了庚烷磺酸钠浓度分别为0.5, 1.0和1.5 mmol/L时,对4种阳离子保留的影响。结果表明,4种阳离子的保留因子均随着庚烷磺酸钠浓度的增大而不同程度增大。其中,长碳链的吡啶阳离子受到离子对试剂浓度的影响较大,此现象符合离子对色谱的保留规律。当庚烷磺酸钠浓度为0.5 mmol/L时,阳离子的保留较弱,不利于进一步改善分离;而当离子对试剂浓度过大时也会对柱子造成一定污染,因此,实验采用1.0 mmol/L庚烷磺酸钠。

3.1.3 乙腈浓度对离子保留的影响 实验固定色谱柱温度30 ℃,流速1.0 mL/min,分别以相应体积分数的1.0 mmol/L庚烷磺酸钠(pH 4.0)+10%, 15%, 20%, 25%和30%乙腈为淋洗液,考察乙腈含量变化对4种阳离子保留的影响。结果表明,随着乙腈体积分数的增加,4种阳离子的保留因子均不同程度地减小。由此可知,可以通过改变乙腈体积分数的梯度洗脱来优化吡啶阳离子之间的分离。在液相色谱

中,用乙腈作为流动相时,分析物保留因子与乙腈浓度之间有如下关系: logk=cφ(CAN)+d[7]。将4种吡啶阳离子保留因子的对数值logk与乙腈体积分数值φ(CAN)作图,所得曲线的线性回归数据见表1。由表1可知,logk与φ(CAN)之间呈现良好的线性关系,这表明吡啶阳离子的保留符合反相液相色谱模式。

3.1.4 淋洗液流速对离子保留的影响 实验采用90% 1.0 mmol/L庚烷磺酸钠(pH 4.0)-10%乙腈作为淋洗液,柱温30 ℃,将淋洗液流速分别设定为1, 2, 3和4 mL/min,考察淋洗液流速变化对离子保留时间的影响。总体而言,阳离子的保留时间随流速的增大而缩短,且增大流速对色谱柱效基本没有影响。在流速逐渐增大过程中,柱压会随之增大,考虑到色谱仪可承受的最大压力为20 MPa,实验选取3 mL/min作为实验流速。

3.1.5 淋洗液梯度对离子分离的影响 考察乙腈浓度对分离的影响。通过改变乙腈体积分数的梯度淋洗改进分离。将色谱柱温度设定为30 ℃,流速为3.0 mL/min,以(A)1.0 mmol/L庚烷磺酸钠(pH 4.0)+(B)乙腈为淋洗液,实验考察了以下4个淋洗梯度对吡啶阳离子分离的影响。梯度1: 0~2.0 min, 10% B; 2.0~2.5 min, 10%~15% B; 2.5~4.0 min, 15% B; 4.0~4.5 min, 15%~20% B; 4.5~10.0 min, 20% B。梯度2: 0~4.0 min, 10% B; 4.0~4.5 min, 10%~15% B; 4.5~10.0 min, 15% B。梯度3: 0~2.0 min, 15% B; 2.0~2.5 min, 15%~20% B; 2.5~4.0 min, 20% B; 4.0~4.5 min, 20%~25% B; 4.5~10 min, 25% B。梯度4: 0~2.0 min, 10% B; 2.0~2.5 min, 10%~20% B; 2.5~4.5 min, 20% B; 4.5~5.0 min, 20%~25% B; 5.0~10.0 min, 25% B。结果表明,梯度2中,乙腈含量总体较低,所以保留时间较长,长碳链的阳离子峰形较差;梯度3和梯度4中,基线不稳,且长碳链的阳离子峰形较差。综合考虑,实验选定梯度1作为分离条件。

3.1.6 色谱柱温度对离子保留的影响 在选定的最佳梯度条件下,流速3.0 mL/min,将色谱柱温度设定在25, 30, 35和40 ℃,考察了色谱柱温度变化对离子保留的影响。结果表明,随着色谱柱温度升高,4种阳离子的保留时间仅略有缩短,但长碳链阳离子的色谱峰形会变差,又考虑到色谱柱的最高使用温度为45 ℃,因此,实验选取接近室温的30 ℃为适宜温度。

3.2 吡啶阳离子同系物保留的碳数规律

同系物的保留因子与碳原子数之间存在有碳数规律:logk=anC +b[7](k为保留因子,nC为同系物的碳原子数),将最佳色谱条件下所得的3种吡啶阳离子(EPy, BPy, HPy)的保留因子与吡啶阳离子烷基侧链的碳原子数作图,所得曲线的线性方程为logk=0.2337nC

Symbolm@@ 0.3588,r=0.9820。由此可知,logk和 nC之间呈现良好的线性关系,说明用整体柱在梯度淋洗条件下吡啶阳离子的保留符合碳数规律。

3.3 定量分析参数

通过以上研究,选择最佳色谱条件为:用Chromolith Speed ROD RP-18e 反相硅胶整体柱,以(A)1.0 mmol/L庚烷磺酸钠(pH 4.0)+(B)乙腈为淋洗液,在流速3.0 mL/min和柱温30 ℃下,进行梯度淋洗。淋洗梯度是0~2.0 min,10% B; 2.0~2.5 min,10%~15% B;2.5~4.0 min,15% B;4.0~4.5 min,15%~20% B;4.5~10.0 min,20% B。在此条件下,对4种吡啶阳离子系列标样进行测定,色谱图见图3。采用峰面积定量,以峰面积(积分值)对离子质量浓度(mg/L)求得线性回归方程,以3倍信噪比计算检出限(噪音为0.0396 mAU),连续5次重复测定EPy(40.0 mg/ L), BPy(100.0 mg/L), BMPy(100.0 mg/L), HPy(100.0 mg/L)混合标样计算相对标准偏差(RSD),得到检出限、线性和重现性数据,结果见表2。

图3 离子液体标准溶液的色谱图

Fig.3 Chromatogram of a standard solution of ionic liquids

淋洗梯度(Elution gradient): 0~2.0 min, 10% B; 2.0~2.5 min, 10%~15% B; 2.5~4.0 min, 15% B; 4.0~4.5 min, 15%~20% B; 4.5~10.0 min, 20% B。 淋洗液(Eluent): A, 1.0 mmol/L庚烷磺酸钠(1-Heptanesulfonic acid sodium, pH 4.0); B, 乙腈(Acetonitrile). 色谱柱(Column): Chromolith Speed ROD RP-18e. 流速(Flow rate): 3.0 mL/min。 其它色谱条件和色谱峰号同图1(The other chromatographic conditions and peak marks as in Fig.1)。

3.4 样品分析

采用本方法测定了实验室合成的离子液体N-丁基-4-甲基吡啶四氟硼酸盐和污水中的上述4种阳离子。污水样品经过2次定量滤纸过滤和2次0.22

SymbolmA@ m滤膜过滤后进行色谱分析,色谱图见图4。采用标准加入法检验了方法的回收率,样品分析结果及回收率数据见表3。表中数据为5次测定平均值,其相对标准偏差小于2.5%。

图4 污水样品的色谱图

Fig.4 Chromatograms of sewage water sample

a. 污水样品(Sewage water sample); b. 加标污水样品(Sewage water sample spiked with Epy 20.0 mg/L, BPy 40.0 mg/L, BMPy 40.0 mg/L, HPy 40.0 mg/L)。 色谱条件和色谱峰号同图3 (Chromatographic conditions and peak marks as in Fig. 3)。

表3 样品分析结果及回收率

Table 3 Analytical results and recoveries of pyridinium cations found in samples

样品Sample离子Ion含量Original(mg/L)加标量Added(mg/L)总测得量Found(mg/L)回收率Recovery(%)样品中含量Content in sample(%)

合成的N-丁基-4-甲基吡啶四氟硼酸盐离子液体 Synthesized N-butyl-4-methyl-pyridinium tetrafluoroborate ionic liquidEPyBPyBMPyHPy--52.80-20.040.040.040.019.6838.2691.4838.9598.495.796.797.4

44.0

污水Sewage waterEPyBPyBMPyHPy----20.040.040.040.019.4439.61

38.9938.4597.299.097.596.1

3.5 小结

本方法采用较高流速下的梯度洗脱程序优化分离,4种吡啶离子液体阳离子可达到基线分离,且检出限较低。以庚烷磺酸钠-乙腈作为流动相,增大离子对试剂庚烷磺酸钠的浓度,阳离子保留时间延长;增加乙腈含量,阳离子保留时间缩短,并且色谱峰形有所改善。吡啶阳离子同系物的保留遵循碳数规律。将此方法应用于合成离子液体和污水样品分析,结果准确。

References

1 ZHANG Suo-Jiang, LIU Xiao-Min, YAO Xiao-Qian, DONG Hai-Feng, ZHANG Xiang-Ping. Sci. China Ser. B, 2009, 39(10): 1134~1144

张锁江. 刘晓敏, 姚晓倩, 董海峰, 张香平. 中国科学 B, 2009, 39(10): 1134~1144

2 GAO Wei, YU Hong, ZHOU Shuang. Chinese Journal of Chromatography, 2010, 28(1) : 14~22

高 薇, 于 泓, 周 爽, 色谱, 2010, 28(1) : 14~22

3 SHANGGUAN Xiao-Dong, TANG Hong-Sheng, LIU Rui-Xiao, ZHENG Jian-Bin. Chinese J. Anal. Chem., 2010, 38(10): 1510~1516

上官小东, 汤宏胜, 刘锐晓, 郑建斌. 分析化学, 2010, 38(10): 1510~1516

4 DONG Ying-Jie, YU Hong, WANG Jing-Fei, HUANG Xu. Chinese J. Anal. Chem., 2011, 39(8): 1251~1255

董影杰, 于 泓, 王婧菲, 黄 旭. 分析化学, 2011, 39(8): 1251~1255

5 ZHOU Shuang, GAO Wei, YU Hong. Journal of Instrumental Analysis, 2009, 28(11): 1279~1282

周 爽, 高 薇, 于 泓. 分析测试学报, 2009, 28(11): 1279~1282

6 LI Si-Wen, YU Hong, ZHANG Xin. Chinese J. Anal. Chem., 2010, 38(11): 1665~1669李文, 于 泓, 张 欣. 分析化学, 2010, 38(11): 1665~1669

7 Ruiz-Angel M J, Berthod A. J. Chromatogr. A, 2006, 1113(1-2): 101~108

8 Zhang D L, Deng Y F, Li C B,Chen J. J. Sep. Sci., 2008, 31(6-7): 1060~1066

9 Ruiz-Angel M J, Berthod A. J. Chromatogr. A, 2008, 1189(1-2): 476~482

10 Molíková M, Studziska S, Kosobucki P, Jandera P, Buszewski B. J. Liq. Chromatogr. Relat Technol., 2010, 33(2): 225~238

11 Yu H, Zhou S, Gao W, Chen Q. Chromatographia, 2010, 72(3-4): 225~230

12 Gao W, Yu H. Anal. Lett., 2011, 44(5): 922~931

13 CHEN Qian, YU Hong, MENG Ling-Ming, HUANG Xu. Journal of Instrumental Analysis,2011, 30(1): 38~42陈 倩, 于 泓, 孟令敏, 黄 旭. 分析测试学报, 2011, 30(1): 38~42

14 GAO Wei, YU Hong, MA Ya-Jie. Chinese Journal of Chromatography, 2010, 28(6): 556~560高 微, 于 泓, 马亚杰. 色谱, 2010, 28(6): 556~560

15 Meng L M, Yu H, Liu Y Z. Chromatographia, 2011, 73(3-4): 367~371

16 Le Rouzo G, Lamouroux C, Bresson C, Guichard A, Moisy P, Moutiers G. J. Chromatogr. A, 2007, 1164(1-2): 139~144

17 Lamouroux C, Foglia G, Le Rouzo G. J. Chromatogr. A, 2011, 1218(20): 3022~3028

18 Markuszewski M J, Stepnowski P, Marszall P. Electrophoresis, 2004, 25(20): 3450~3454

19 Orentiene A, Olsauskaite V, Vickackaite V, Padarauskas A. Chromatographia, 2011, 73(1-2): 17~24

20 CHEN Qian, YU Hong. Journal of Instrumental Analysis,2011, 30(6): 705~712陈 倩, 于 泓. 分析测试学报, 2011, 30(6): 705~712

21 ZHANG Li-Yuan, WANG Hui, LIANG Zhen, SHAN Yi-Chu, ZHANG Li-Hua, ZHANG Yu-Kui. Chinese J. Anal. Chem., 2010, 38(5): 659~662

张丽媛,王 晖, 梁 振, 单亦初, 张丽华, 张玉奎. 分析化学, 2010, 38(5): 659~662

22 FENG Rui, SHEN Min, CHEN Hao, HUANG ZHai-Fu, ZENG Zhao-Rui. Chem. J. China University, 2011, 32(1): 50~55

冯 睿, 沈 敏, 陈 浩, 黄载福, 曾昭睿. 高等学校化学学报, 2011, 32(1): 50~55

23 Gao W, Yu H, Zhou S. Chromatographia, 2010, 71(5-6): 475~479

Rapid Determination of Pyridinium Ionic Liquid Cations by Ion-Pair

Chromatography Using a Reversed Phase Silica-Based Monolithic Column

MENG Ling-Min, YU Hong.*, HUANG Xu, MA Ya-Jie

(College of Chemistry and Chemical Engineering, Harbin Normal University, Harbin 150025, China)

Abstract A fast and gradient ion-pair chromatographic method was developed for the determination of four pyridinium ionic liquid cations using a reversed phase silica-based monolithic column and ultraviolet detection. Chromatographic separations were performed on a Chromolith Speed ROD RP-18e column with 1-heptanesulfonic acid sodium solution(pH 4.0 adjusted by citric acid)+acetonitrile as eluent and gradient elution. The effects of chromatographic column, eluent, flow rate and column temperature on retention and separation of the cations were investigated. The retention rules of pyridinium cations on the monolithic column were discussed. The retention of imidazolium cations accords with carbon number rule. The gradient elution procedure was optimized using 1.0 mmol/L 1-heptanesulfonic acid sodium(pH 4.0)+acetonitrile as eluent, and simultaneous separation of four pyridinium cations within 7 min was achieved under the optimum gradient conditions. Detection limits(S/N=3) for the cations were 0.05-0.17 mg/L. Relative standard deviations(n=5) for peak areas were less than 0.6%. The method has been applied to analyze the ionic liquid synthesized by chemical laboratory and sewage water with spiked recoveries of 95.7%-99.0%. The method is accurate, reliable and rapid, and has better practicability.

离子色谱篇4

关键词:离子色谱;环境监测;使用;保养;处理

作为我国可持续 发展 战略中的重要组成部分,其监控效果对于我国环境有着重要影响。污水处理作为我国 工业 企业 环境监测的重点,其监测数据的真实有效对于企业有着重要意义。一方面关系到企业污水处理等工程的运行与保养的指导,另一方面也关系到企业污水处理等工程是否达到国家标准。离子色谱法是水质、大气、土壤监测的最佳检验方法,尤其在工业废水监测等方面,具有稳定性好、重现性好、精密度好,其在水质监测有着广泛的应用。

1.离子色谱法概述

离子色谱是高效液相色谱的一种,故又称高效离子色谱(hpic)或 现代 离子色谱,其有别于传统离子交换色谱柱色谱的主要是树脂具有很高的交联度和较低的交换容量,进样体积很小,用柱塞泵输送淋洗液通常对淋出液进行在线自动连续电导检测。离子色谱法是高效液相色谱法中分离分析溶液中离子组分的方法。离子色谱中使用的固定相是离子交换树脂。离子交换树脂上分布有固定的带电荷的基团和能游动的配位离子。当样品加入离子交换色谱往后,如果用适当的溶液洗脱,样品离子即与树脂上能游动的离子进行交换,并且连续进行可逆交换吸附和解吸,最后达到吸附平衡。食品制造行业、制药业、纺织业等行业都有着离子色谱的应用。现代技术的发展更为离子色谱的应用提供了良好的发展空间,越来越简便的操作、更加精准的监测结果都为离子色谱的应用提供了基础。

2.离子色谱在环境监测的应用分析

环境监测对于城市环境、国家发展乃至人类生存都有着重要的意义,作为我国可持续发展路线实施的重要组成部分,加强环境监测、控制企业污水排放是目前环境监测机构的首要工作。操作简便、分析项目多、速度快、工作环境清洁等特点使得离子色谱在污水排放环境监测以及土壤环境监测等方面的应用不断增加。针对这样的情况,下面就离子色谱监测前处理以及仪器操作等进行了详细的论述。

2.1关于离子色谱在水环境方面监测方面的应用分析

传统城市污水监测,针对不同的监测指标有不同的方法,以硫酸盐为例,硫酸盐的测定其传统推荐方法为gb/t11899- 1989重量法 ,该方法是一经典方法 ,准确度高 ,但操作繁琐且耗时较长。而离子色谱法作为一种新的分析技术 ,广泛应用于水中常见阴离子和碱金属、碱土金属阳离子分析,其较传统方法省时省力、操作简便。而且利用城市污水离子色谱前处理柱系统可有效去除污水中的有机质及少量的重金属离子,减少了对色谱柱柱效的影响 ,该方法能完全满足对城市污水监测的要求。在进行城市污水监测及工业废水监测过程中要格外注意对有机质的去除,以保障检测结果的准确。

对于降水的监测是环境监测中的一个重要工作,离子色谱在降水常规监测中发挥重要作用。在进行降水监测离子的测定时,使用离子色谱仪进行可以有效的减少检验时间,增加检验准确性。

另外对于环境水质的分析也是环境监测的重要工作之一,采用离子色谱仪一般可以在20分~30分钟之内分析测试出常规项目:氟化物、氯化物、亚硝酸盐氮硝酸盐氮、硫酸盐等。通过标准溶液的配制,选择适合的浓度,配成多个项目的混合使用液,绘制标准曲线,通过标准曲线对环境水质样品进行定量分析,其精密度、准确度均达到环境监测实验室质量控制指标的要求。由此可以看出采用离子色谱法对水质进行监测可以极大的提高工作效率,对于在环境监测车上进行即时检验有着很大的帮助。

在进行污染源水样监测时,离子色谱由于其分离柱的特性导致在进行样品分析前必须对样品进行处理,以保护分离柱不被损坏。在进行土样等固体监测样品时,需经过超声波、溶液浸泡等提取离子于溶液中,再进行处理后进行分析。

2.2离子色谱在大气环境监测的应用

大气中的氯化氢含量很低,但是垃圾场等地由于垃圾自燃导致塑料垃圾燃烧,可以使得该区域氯化氢含量相对较高。氯化氢浓度过高,可以导致周围环境改变,长期处在这种环境下对周围居民、生物的健康有着严重的不良影响。传统监测方式很难检测氯化氢含量,采用离子色谱可以准确的测定出大气中氯化氢的含量。

其具体的试验方法是:首先进行采样, 参考 《空气和废气监测分析方法》,取2只大型气泡吸收管,分别装入10ml吸收液(2 mmol nahco3、1.3 mmol na2co3),用硅胶管串联后接在大气采样器上,再用硅胶管将微孔滤膜过滤器(孔径0.30 μm)套在吸收管的进气孔上,以1 l/min 流量,采气60 min。采样完毕后,将吸收液转入60 ml聚乙烯瓶中,带回实验室。采用离子色谱对样品进行分析测定。分析条件:阴离子交换柱,淋洗液2 mmolnahco3、1.3 mmol na2co3,流速800 μl/min,温度20.0。c,进样体积20 μl。在检测时,最好选用带有化学抑制柱,灵敏度高、检出限低的离子色谱仪,以增加检测精密度。同时由于仪器在分析中只需要淋洗液、再生液,而不需要其它试剂,因此可节约药品,对环境产生的污染小,利用此方法测定样品时,结果重现性好。采用离子色谱法对大气中氯化氢等有毒有害物质进行监测,方便、快捷,是目前大气环境监测的首选方法。

3.关于离子色谱仪的维护与保养

由于离子色谱仪是精密仪器,其日常维护与保养对于仪器的使用寿命及监测精度都有着重要的影响,因此离子色谱仪要经常用淋洗液冲洗色谱柱,防止分离柱的堵塞、流动项气泡的产生。为了对色谱系统通液维护和柱效活化,在分析中或冲柱时要经常进空白样。另外在进行分析前要确保样品已经进行清洁和处理,以保障仪器安全。

在检测结果出现重叠峰等情况时,说明分离柱收到了污染,要根绝离子色谱仪的维护手册,对分离柱进行清洁,具体的清洁方法按照说明书操作。另外还要经常根据不同品牌、型号的色谱仪说明书对仪器进行日常养护,并通过厂家维护人员的定期维护保障仪器监测精准度。

结论:离子色谱仪的 发展 为离子色谱在各行业的应用带来了更加广阔的空间,尤其是快速检验能力对于环境监测有着重要的意义。作为我国环境监测中的重要监测仪器,其操作人员的水品对于监测有着一定的影响,操作人员日常的养护及操作必须严格按照离子色谱监测手法进行,对于样品的处理必须严格,以此保障监测数据的真实性,为我国环境监测及保护提供及时有效的监测数据。

离子色谱篇5

关键词:离子色谱仪;操作;应用;阴离子

前言

饮用水是事关居民生活中的大事,其关乎民众的身体健康与福祉,做好对饮用水的水质分析是确保居民生活的重要环节.在饮用水的检测中可以实现对于760多种有机化合物的检测和分析,其中27种有机化合物通过实验或研究被认为是具有致癌效果的有害物质,同时还具有多种无机化合物,通过使用离子色谱分析法可以实现对于实验水体中的各种阴离子的检测,切实保障居民的饮水安全。

1 离子色谱法对饮用水水体检测的必要性

饮用水安全是事关居民生活的大事。在对饮用水的处理过程中,做好对饮用水的消毒杀菌是饮用水处理的重要一环,在我国,对饮用水的消毒处理经常采用的方式是在水体中进行加氟消毒。但是在对饮用水进行加氟消毒时还会带来较多的副产品(三卤甲烷、三溴甲烷等)。以上物质通过的研究发现长期饮用会给人体的健康带来一定的危害。为保障居民的饮水安全,国家制定了专业的饮水卫生标准,其中对于饮用水中所含有的氟离子、氯离子等各种阴离子都规定了相应的最低限量。为更好地做好对于阴离子的检测,多采用的是离子色谱分析法对水体中各种离子的含量进行检测分析。

2 使用离子色谱仪实现对于水质检测的方法与原理

离子色谱仪对水体中的阴离子的检测方法主要利用的是离子交换的原理,通过连续对水体中的阴离子进行定性和定量的分析,将采集水样注入到碳酸盐、碳酸氢盐溶液并流经系列离子交换树脂,基于待测阴离子对低溶量强碱性阴离子树脂的相对亲和力不同而彼此分离,被分离后的阴离子在经过强酸性阳离子树脂时,与阳离子相结合,从而形成具有较高的导电性的酸性溶液,同时碳酸盐-碳酸氢盐则转变为弱导电性的碳酸,而后使用电导检测器测量被转变为相应酸型的阴离子,最后将其与标准型进行对比,并根据保留时间对其进行定性,从而确定待检测水体中的阴离子的定量与定性。

3 离子色谱分析中的实验方法和离子色谱仪的操作及应用

3.1 离子色谱法在水体检测中所使用的仪器和试剂

在通过离子色谱法对水体检测的过程中主要使用的是:DIONEX ICS 1500型的离子色谱仪,配电导检测器,微孔滤膜过滤器等。其中,分析系统采用的是:阴离子保护柱、阴离子分析柱以及阴离子抑制器和MSMⅡ双抑制系统。

对饮用水离子色谱分析中所采用的试剂有:纯水、溴酸钠、乙二胺贮备溶液等。

3.2 离子色谱法对于饮用水所含离子检测的实验步骤

3.2.1 对饮用水水体样本的采集和预处理

使用玻璃瓶或是塑料瓶对饮用水进行水样的采集,采样完成后需要对水体样本进行处理,其中对于使用二氧化氯或是臭氧进行消毒的饮用水,需要在水样中充入惰性气体用以去除水样中的二氧化氯和臭氧等活性气体。而对于加氟消毒的饮用水则无需采用以上处理方式。

3.2.2 做好对水样的保存

完成了对饮用水水体采样及处理后需要及时对其做好保存,将采用并处理后的采样水放置于密封的瓶中厚放置于4℃的冰箱中进行储存,并在采样完成后加入一定量的乙二胺来实现对水样的存储,应将采集到的水样在一周内完成分析。

3.2.3 水样的过滤

将水样样本经过微孔过滤膜来进行过滤,对水样中所含有的有机物的水先经过C18柱过滤。完成后对待测水体配制系列浓度的混合标准溶液,并在配制完成后的混合标准溶液与水样中分别添加入1%的淋洗液。以离子色谱仪所测量的峰面积对溶液浓度分别进行校准曲线的绘制,并计算相应的回归方程。

为了防止形成气泡,淋洗液需要经过在线脱气装置对其进行脱气,对待测水体配置出一系列的标准物质的工作液,并控制相应的工作液的浓度。在具体的操作时,首先使用离子水注射器并将针头清洗干净,将盛放离子水的瓶对水样进样口进行多次的清洗,而后离子进样吸入到离子色谱仪中,使用注射器依次吸取2ml左右的待测离子水-淋洗液-样品注入定量环境清洗液等重复3次,而后再次注入样品,将离子色谱仪的状态转入“分析”状态,状态转移过程要迅速,离子色谱仪将自动对吸入到离子色谱仪中的待测水样进行分析,并采集谱图。待到待测水样的出峰完毕后,停止离子色谱仪,将分析数据保存,并保存谱图,尽量采用峰面积来对阴离子进行定量,其中可以采用单点法或是曲线法来对峰面积进行计算。在使用SHODEX柱完成对于阴离子数值的分析后,继续通淋洗液并持续5分钟以上后停止运作,而后关闭离子色谱仪。

4 离子色谱仪测量的结果及讨论

4.1 校正曲线

为更好地得到测量结果需要对每一个待测的阴离子做出一条校正曲线,所做曲线中至少需要包含有3个及以上的点,必须要做出一空白,如果待测样品中的阴离子浓度超出了校正曲线所能包含的阴离子的浓度范围,应当将待测溶液进行稀释以确保其能够包含在校正曲线所能包含的范围内,也可以采用校正曲线符合待测溶液浓度范围的方式来做出校正曲线,一般20次进样之后应进一标准样,如果待测溶液保留的时间超出所应保留时间的十分之一,则需要重新做出相应的校正曲线,将保留时间进行定性,使用峰面积定量。

4.2 对于离子色谱仪中测量误差较大采取的措施

待测水样中的各种离子的含量有时相差较大,为得到较为精确的测量数据,需要选择较为合适的阴离子量程和积分参数,从而最大限度地确保离子色谱仪的测量精度。

4.3 检出限和线性关系

通过在检测中配置多种不同浓度的阴离子混合标样,通过以峰面积作为质量浓度做线性回归分析,以及线性方程如表1所示。

5 结束语

水是万物之源,做好对饮用水的检测是保障居民安全用水的重要举措,文章在分析离子色谱仪工作原理的基础上对离子色谱仪的操作方法及应用进行了分析。

参考文献

[1]刘勇建,牟世芬.离子色谱在饮用水消毒副产物及高氯酸盐分析中的应用[J].环境污染治理技术与设备,2004,3.

离子色谱篇6

关键词:离子色谱法 水质 阴阳离子 测定

水是一切生命存活的源泉,也是人类日常生活的必需品,而有利于健康的水质在现实生活中起着至关重要的作用,这就要求对水质进行测定。测定水质的范围比较广,主要涉及饮用水、工业用水、环境地下水、地表水,以及废水中阴阳离子的测定,而且测定方法多种多样,常见的有电极法、容量法、分光光度法等等。然而,由于各种离子的测定方法不尽相同,不但操作繁琐、干扰性大,而且稳定性和灵敏度也非常差,又不能同时测定,即常规方法已经落后于时代。目前,在科学技术的推动下,离子色谱技术的应用十分广泛,它能满足现代分析快速简便的要求,又能同时准确地测定多种离子,检测结果令人满意。所以,本文采用离子色谱法,对水中常见阴阳离子的测定进行分析,以便挖掘其更高的使用价值。

一、离子色谱法的测定原理

1.测定原理

关于离子色谱法的分离原理,首先是分离后的组分,在淋洗液的带动下,经过抑制器来降低淋洗液的本底电导,以便增加被铡离子的电导响应值;然后再用电导检测器进行检测,同时绘出各个离子的色谱图,用来保留时间的定性,以便在峰高峰面积上进行定量,最终测出离子含量的一种测定过程,即为离子色谱法的测定原理。

2.分离机理

关于离子色谱法的分离机理,由于离子色谱属于液相色谱,基本上基本上分为三种分离机理:其一是高效离子交换色谱法(肝IC);其二是高效离子排斥色谱(HPICE);其三是流动相离子色谱法(盱IC)。通常情况下,普遍应用的分离方法是高效离子交换色谱法,色谱分离有过程中,样品中的离子可以与流动相中的对应离子进行交换,在较短的时间内,样品离子就会附着在固定相中的固定电荷之上。然而,又因为样品离子对固定相的亲和力存在差异,从而使样品中多种组分在一定程度上可能产生分离。

3.仪器结构

关于离子色谱法的仪器结构,包括淋洗液输送系统、样品进样系统、分离系统、抑制电导榆铡系统、数据采集和仪器控制等。进行检测时,离子色谱法采用电导检测法,电导检测嚣测定的属于离子型成分。所以,与其它方法不同,离子色谱分析:采用电导检测时,拥有抑制器做辅助,当高电导的流动相通过抑制器装置时,可以大大降低流动相的背景电导值,从而提高被检测离子的电导响应值,即在一定程度上提高了信噪比,比如SRS抑制器。

二、离子色谱分析条件的选择

1.固定相的选择

测定时,首先要了解待检测化合物的分子结构、性质、样品详情,对于水合能高和疏水性弱的离子而言,最好选用高效离子交换法;对于水合能低和疏水性强的离子而言,最好选用亲水性强的离子交换柱;对于定疏水性有明显水合能p Ka在l到7之间的离子而言,最好选用高效离子排斥法等等。当然,在检测的过程中,有的离子既可用阴离子交换分离,也可以用阳离子,比如氮基酸、生物碱、过渡金属等等,即选择固定相的时候,一定要认真分析待检测对象。

2.淋洗液的选择

2.1淋洗离子的种类、浓度与漉速

从阴离子色谱的典型淋洗液来看,它可通过洗脱能力进行划分,由强到弱排列为碳酸盐、碳酸氢根、氢氧根、硼酸、四硼酸钠,然后再依据被洗脱离子的保留性强弱进行选择,离子保留性强弱与离子的价态、半径、极化度有密切相关。比如:价态高,保留性相应地强;离子半径大,保留性相应地强;极化度大,保留性相应地强。另外,同一种淋洗液中,浓度越大,洗脱能力就越强,同时增加淋洗液的流速还能大大缩短保留时间,这就需要考虑分离度和柱子的承受压力。

2.2淋洗液

淋洗液PH值,当PH值提高时,氢氧根浓度就会增加;对于弱酸、多元酸的林洗液而言,当PH值提高时,电离就会增加,保留时间也会增加,比如磷酸根。

2.3有机改进剂对保留的影响

关于有机改进剂对保留的影响,一旦保留时间被缩短时,它会大大影响疏水性离子,比如:有机改进剂可以增加样品溶解度,可以优化疏水性和极化离子的色谱峰形,可以清洗色谱柱等等。

3.抑制器工作模式的选择

3.1分析水中的阴离子

选用ASIHC柱,电解会产生淋洗液,分析条件:淋洗液为30mmoI/L的KOH,淋洗液流速为12mI8min:抑制器电流为90mA;选用AS23柱,分析条件:淋洗液为4.5mmoI/L碳酸钠和0.8mmo I/L碳酸氯钠,淋洗液流速为1ml/min:抑制器电流为25mA.

3.2分析水中阳离子

选用CSl2柱,分析条件:淋洗液为20mmo I/L的甲基磺酸;淋洗液流速为1ml/min;抑制器电流为59MA。

三、水质分析过程中的样品预处理

1.纯净水中,阴离子测定时,可以直接进样。

2.自来水或地下水中,阴离子测定时,在0.45um滤膜过滤后,再直接进行样品分析。

3.地表水中,阴离子测定时,一旦离心过滤完,再用C18与0.45um滤膜过滤,然后再进行样品分析。

4.工业废水中,当离心过滤完后,可以应用on-Guard H柱与0.45um滤膜过滤,然后再进行样品分析。

四、仪器维护过程中的注意事项

1.更换阴阳离子系统,要注意取下保护柱、分析柱和抑制器,而且需要连接全部管路,同时对相应的酸和碱溶渡进行清洗。

2.牢切一点,决不可让碱性溶液进入到阳离子保护柱、分析柱和抑制器上,也不可以让酸溶液进入到阴离子保护柱、分析柱和抑制器上。

3.离子色谱仪器的运行,尽量一周一次,要是超过一个月的闲置时间,需要对抑制器进行活化。首先要取出抑制器,然后在4个小孔中注入高纯水10~30mL,等待30min,再重新进行连接,方可使用,以防抑制器被损坏。

4.遇到抑制器漏液情况时,问题可能出在连接电导检测器进口或出口管的堵塞上,从而导致液体流不出去,由此撑破了抑制器而发生漏液现象。这时,应当立即取下抑制器和短接管路,仔细检查电导检测器进出口管的出液是否通畅。检查过程中,如果发现堵塞现象,就需要更换并疏通管路,然后重新连接抑制器。

5.分离柱的保养

保养分离柱时,首先要注意分离柱的保存,淋洗液正常运行至少10min,如果不进行更换,需要正常关机;如果更换柱子,则要取下柱子,用死接头堵住保护柱或分离柱的两端,放好后再保存。其次要注意分离柱的清洗,清洗时要确保分离柱在保护柱前端,清洗液流向、分析样品时,确保淋洗液的流向必须保持一致。此外,清选抑制器的时候也要注意相关细节。

四、结束语

总之,作为一种比较先进的测定水质技术,离子色谱法在测定水质中阳阳离子的过程中,具有分辨率好、灵敏度高、工作效率高等诸多优点,尤其是在地表水、废水、降水中的水质测定应用极为广泛。 实践表明,离子色谱法是一种行之有效的水质测定技术,可以满足现代分析快速便捷的技术要求,还能同时测定水样中的多种离子,且灵敏度好、准确性优,操作更加简单,即离子色谱法是当前比较先进、理想的一种水质测定分析方法。

参考文献

[1]冯学超,王建超.离子色谱法用于水质分析——IC1500的应用[J].中国石油和化工标准与质量.2012,(2).

离子色谱篇7

【摘要】 建立了氧弹燃烧离子色谱测定煤中氯含量的方法。在加有(nh4)2co3溶液和过量氧气的氧弹中燃烧煤样,释放的氯被(nh4)2co3溶液吸收,过滤溶液后, 采用离子色谱外标法测定滤液中氯的浓度,最后计算出煤中氯的含量。色谱工作条件:淋洗液为1.8 mmol/l na2co3与1.7 mmol/l nahco3混合液,流速1 ml/min;再生液为40 mmol/l h2so4,流速0.5 ml/min;进样量20 μl。色谱标准工作曲线线性相关系数0.9996;10次测定1 mg/l cl-标准溶液的均值为1.0012 mg/l,相对标准偏差为1.34%;8个煤样加标回收率为90.7%~104.3%;测定标准物质gbw11119 及gbw11120的相对误差分别为1.75%和1.36%;对比研究显示,氧弹燃烧离子色谱测定8个煤样(除两个煤样外)氯含量结果远高于艾士卡剂混合熔样离子色谱测定结果,表明艾士卡剂混合熔样过程由于煤样未处于完全密闭状态导致部分氯的散失。

【关键词】 离子色谱,氧弹,氯,煤

1 引 言

氯是煤中含量较高的有害元素之一,在煤燃烧或热解过程绝大部分以hcl或有毒有机氯化物如二英、呋喃等形式释放,污染环境,危害人体健康[1]。WWW.133229.COM煤中氯还腐蚀煤炭加工设备[2,3]。因此,氯含量已成为煤质评价、煤炭加工利用和进出口贸易的重要指标之一。

虽然中子活化法、x射线荧光法、扫描电镜及能谱仪能够直接对煤原样进行非破坏性测定[4~6],但上述仪器在大多数实验室中并不普及。测定煤中氯的方法多为艾士卡法或高温燃烧法,其中艾士卡剂沉淀滴定法和高温燃烧羟基氰化汞转化酸碱滴定法是国际标准化组织推荐的方法。我国国家标准是高温燃烧水解电位滴定和艾士卡熔样硫氰酸钾滴定法[7];我国出入境检验检疫行业标准为高效液相色谱法[8]。这些方法主要是通过高温燃烧去除可燃物,将氯萃取到溶液后再采用电位滴定法[9]或者离子选择性电极法[10]等测定氯浓度。近年来,原子吸收光谱法(aas)[11]、离子色谱法(ic)[2,12]、高效液相色谱法(hplc)[13]、电感耦合等离子体发射光谱法(icpaes)[14]及电感耦合等离子体质谱法(icpms)[15]等也被尝试使用。采用艾士卡剂伏尔哈德法,煤样并非处于完全密闭状态,会导致煤中部分氯的挥发损失,不能完全回收;艾士卡剂本身含有氯化物可能引入杂质,灼烧物在酸化后溶液呈深黄色或有硅酸胶体生成,i-, so2-4等离子会影响滴定,终点不易判断,相对误差较大; 此外还需使用有毒试剂正己醇,高温燃烧水解的实验步骤繁琐。电位滴定法以电位值作为终点判据,影响电位值的因素众多如温度、电极、盐桥、溶液的离子强度、离子计的性能等,对同一样品尤其是高挥发性组分进行多次测定时,重复性较差,且需作大量的准备工作以取得经过标定的等当点电位。本研究建立了氧弹燃烧离子色谱外标法测定煤中氯的方法。本方法操作简单,处理时间短,氧弹的封闭性保证煤中氯的完全回收,避免艾士卡剂混合熔样引入杂质现象,离子谱仪价格适中,能排除i-, so2-4等离子的干扰,解决滴定法对低含量氯的定量误差问题,适合绝大多数煤(包括低氯煤)中氯含量测定。

2 实验部分

2.1 仪器与试剂

gr3500型氧弹热量计(长沙奔特仪器有限公司),包括燃烧氧弹、控制箱、燃烧皿及点火丝; 瑞士万通792 basic 离子色谱仪(ic),配以metrosep a supp 4型阴离子分离柱(250 mm×4 mm,烷醇季铵功能基,9 μm),metrosep rp保护柱,内置msm阳离子抑制器,detector block 电导检测器,792 basic ic色谱数据工作站;水系微孔过滤头(孔径0.45 μm)。分析天平:感量为0.1 μg。

mgo(gb/t 98571988), na2co3(gb/t 6391986), nahco3(gb 18871998)和(nh4)2co3(gb 6621978),均为分析纯。工业氧气(纯度>99.5%)。1000 mg/l cl-标准溶液(gbw(e)080268, 国家标准物质研究中心)配制成0.1, 0.5, 1.0, 5和10 mg/l的系列标准液。实验用水采用艾科浦aup575g01型实验室级专用超纯水机(电阻率≥18.20 mω·cm)纯化。

2.2 煤样预处理

将煤在空气中干燥,研磨过0.075 mm孔径筛,在燃烧皿中准确称取煤样1 g(精确至0.0001 g),装在已准确加入2 ml 10 g/l (nh4)2co3溶液及10 ml水的氧弹内;用点火丝连接到两个电极柱,弯曲点火丝使其仅与试样保持良好接触。小心拧紧氧弹盖,向氧弹中缓慢冲入氧气,切勿使气流将煤样从坩埚中吹起,直至压力为2.8~3.0 mpa,充氧时间不得少于15 s。连接点火电极,通电点火、燃烧,时间不少于20 min;燃烧结束后,弹筒在冷水中冷却15 min以吸收可溶蒸气。将氧弹从水中取出,小心开启放气阀,用硅胶管导入装有5 ml 10 g/l (nh4)2co3溶液及10 ml水的烧杯中,缓慢、均匀地减压至常压(≥30 min),打开弹筒(弹筒和燃烧皿内部若有试样燃烧不充分的迹象,实验作废),用30~40 ml热水仔细清洗弹筒内壁、放气阀、燃烧皿内外。用热水溶解剩余残渣,收集全部试液于100 ml烧杯中(控制溶液量≤100 ml)。用定性滤纸过滤试液,定容至100 ml,摇匀备用。

3 结果与讨论

3.1 实验条件的优化

3.1.1 离子色谱工作条件 测定溶液中cl-含量,需将cl-与其它阴离子分离,淋洗液的选择是最重要的因素之一。煤样滤液同时存在一价和二价阴离子,故同时含有一价淋洗离子和二价淋洗离子的na2co3/nahco3混合淋洗液是最佳选择。为提高各组分的分离度,降低输液泵操作压力,综合考虑峰形、分析速度、保留时间等因素,实验选定淋洗液的流速为1.0 ml/min。在1.0 ml/min流速下,被测组分的保留时间与nahco3和na2co3浓度的关系见图1。为使各离子峰在基线分离且分析时间适宜,实验选用1.8 mmol/l na2co3与1.7 mmol/l nahco3混合液为淋洗液。在选定的色谱条件下,6种阴离子标准溶液色谱图如图2,cl-峰形尖锐,对称性好,保留时间约为5 min,与相邻阴离子的分离效果显著,分析时间较短。

fig.2 chromatogram of 6 anions standard sample3.1.2 煤样分解条件 氧弹中存在过量氧气保证煤充分燃烧,基于gb/t 2132003《煤的发热量测定方法》选定实验氧气压力为2.8~3.0 mpa。

为使氧弹燃烧分解煤样过程释放的所有的氯均转化到溶液中,可预先在氧弹内加入碱性试剂如na2co3或(nh4)2co3溶液。鉴于na2co3本身含有少量氯化物(最高含量约0.002%),会引入杂质,本实验采用(nh4)2co3溶液吸收煤样分解释放的氯。进样3次检测10 g/l (nh4)2co3溶液,未检出cl-,表明其不会引入杂质。以煤样86为例,考察了(nh4)2co3溶液的用量。结果表明,以2 ml(nh4)2co3溶液/10 ml水作氧弹内吸收液、5 ml(nh4)2co3溶液/10 ml水作氧弹排气吸收液时,cl-的吸收转化效果最佳。

3.1.3 背景值及过滤膜的影响 实验过程检测超纯水数次,未检出cl-,表明超纯水不会引入杂质背景。为避免定性滤纸中微量cl-的影响,实验采用30 ml超纯水预先淋洗滤纸后再过滤煤样滤液。离子色谱进样测定前需用微孔过滤头过滤待测煤样滤液。为避免过滤头内残留微量cl-的影响,需用足够量的超纯水清洗直至获得满意的空白。分别采用2, 5, 10, 15和20 ml超纯水清洗过滤头后,cl-含量分别为0.077, 0.073, 0.061, 0.060 mg/l及未检出。实验中采用30 ml超纯水清洗过滤头后再测定待测煤样滤液。

3.2 准确度与精密度

采用外标法,cl-的保留时间定性、峰面积定量测定标准溶液。系统自动生成标准工作曲线,相关系数为0.9996(图3)。在上述色谱条件下,测定1 mg/l cl-标准工作液10次,含量平均值为1.0012 mg/l,相对误差为0.12%,基于给定样本的相对标准偏差为1.34%,表明本法准确度和精密度高。

图3 标准工作曲线图(a)和86煤样溶液cl–色谱图(b)

fig.3 standard working curve(a) and cl- chromatogram of no. 86 coal samples(b)3.3 加标回收实验

在相同色谱条件下,对8个煤样进行加标回收实验。每个样品连续测定3次,取平均值。除2个煤样(25及212)外,回收率均在95%~105%范围,表明本方法的准确度较高(表1)。煤样25及212回收率相对较低是由移液管移取标准液时产生的误差所致。表1 加标回收实验结果表

3.4 煤标准物质中氯含量的测定

为了验证方法的可行性,对2个国家标准煤物质的氯含量分别测定了4次,取平均值,结果见表2。表2 煤标准物质中氯含量测试结果

3.5 方法对比研究

为验证氧弹燃烧对煤中氯的回收效果,采用国家标准法的艾士卡剂法处理煤样,离子色谱法3次平行测定了cl-含量,取平均值。对比显示,除2个煤样(85及86)结果相近外,其余6个煤样cl-含量远高于艾士卡剂混合熔样处理后的测定结果(表3)。这种差异是艾士卡剂混合熔样过程氯的挥发所致。煤样与艾士卡剂混合后,上层虽然覆盖了艾士卡剂,但煤样并未处于完全密闭状态,cl-的散失程度与煤样和艾士卡剂的混合程度及上层艾士卡剂覆盖的紧密程度密切相关;而氧弹燃烧过程煤样处于密闭环境,煤中氯得以完全回收,因而氧弹燃烧离子色谱测定的氯含量较艾士卡剂混合熔样离子色谱测定值要高。煤样85和86的两种方法测定结果相近是艾士卡剂与煤样混合较均匀,上层艾士卡剂覆盖较紧密,燃烧过程煤中氯散失较少或者未出现散失所致。综上所述,氧弹燃烧(nh4)2co3溶液吸收离子色谱法可避免氯的挥发散失,结果优于现有国家标准确法。表3 氧弹燃烧ic法与与艾士卡剂ic法测定煤中氯含量结果对比

【参考文献】

1 thu u, popp p. chernosphere, 1995, 31(2): 2591~2601

2 stringer j, banerjee d d. chlorine in coal. elsevier science b.v., amsterdam, 1991: 231~273

3 aho m, eduardo f. fuel, 2005, 84: 201~212

4 martineztarazona m r, palacios j m, cardin j m. fuel, 1988, 167: 1624~1628

5 huggins f e, gerald p. huffman. fuel, 1995, 74(4): 556~569

6 song yi(宋 义), guo fen(郭 芬), gu songhai(谷松海). rock and mineral analysis(岩矿测试), 2006,25(3): 285~287

7 duan yunlong(段云龙). standard and explanation for coal test methods(煤炭试验方法标准及其说明). beijing(北京): standard press of china(中国标准出版社), 2004: 212~231

8 sn/t 20872008. determination of chlorine in coalhigh performance liquid chromatography(煤中氯含量的测定 高效液相色谱法). standard of entryexit inspection and quarantine of p. c.r(中华人民共和国出入境检验检疫行业标准)

9 li zhen(李 震), zhao ying(赵 莹), shi yumiao(侍玉苗), liu zechang(刘泽常). journal of shandong university of science and technology(natural science)(山东科技大学学报(自然科学版)), 2005, 24(3): 94~97

10 li quanbin(李权斌). rock and mineral analysis(岩矿测试), 2006, 25(1): 79~82

11 martineztarazona m r, cardin j m. fuel, 1986, 65: 1705~1708

12 zhang lizhu(张丽珠), cui gaofeng(崔高峰), yang yanwei(杨艳伟). rock and mineral analysis(岩矿测试), 1999, 18(4): 299~302

13 li dong(李 东), sun jiayi(孙家义). chinese journal of analysis laboratory(分析试验室), 2001, 20(5): 76~77

离子色谱篇8

离子色谱标准溶液是滴定分析中必须使用的,根据标准溶液的物质的量浓度和滴定中消耗的体积来计算待测物质的含量,因此离子色谱标准溶液的浓度是否准确是影响滴定分析结果准确度的主要因素之一。

配制离子色谱标准溶液有两种方法:

第一,直接法。准确称取一定量的物质,溶解后定量地转移到容量瓶中,稀释至刻度摇匀,根据称取物质的质量和容量瓶的体积计算出该离子色谱标准溶液的准确浓度,这种离子色谱标准溶液的物质应具备下列条件:

1、纯度高,通常杂质含量应小于百分之0.01,主品位大于百分

(来源:文章屋网 )

离子色谱篇9

关键词:硫化物测定 水样 离子色谱

Abstract: using small pump as power, with air or nitrogen as carrier gas, H2S gas at room temperature from the flask with the carrier gas, NaOH - H2O2 solution absorption. H2S under alkaline conditions was SO42 - H2O2 oxidation, ion chromatography determination of content of SO42 -. Accuracy and precision of the method are satisfactory. Take 200 ml water sample, with 15 ml to absorb liquid, detection limit of 0.005 mg/l (S2 -), applicable to the groundwater, surface water and waste water pollution monitoring.

Keywords: sulfide ion chromatography determination of water

中图分类号:P578.2文献标识码:A文章编号:

水中硫化物测定一般采用吹气分离再用对氨基二甲基苯胺光度法或碘量法去测定。[1]以上存在着回收率偏低,尤其是浓度在10-2---10-1mg/L级时回收率极低;[2]是测定范围窄。我们曾研究用碱性H2O2氧化离子色谱测定水中硫化物的方法,本文在文献【1】和【4】的基础上对水中硫化物的测定方法又作了进一步改进,仍采用预分离的方法,用NaOH-H2O2溶液作吸收液,改加热吹气分离方式为室温抽气分离方式,将H2S气体随载气抽出后氧化成SO42-。用离子色谱测定,从而间接测定水中的硫化物。 实验表明:此法的回收率和精密度均比文献【1】有较大的提高,从而解决了回收率偏低,测定范围窄的问题。本文还试验了用空气作载气时对测定结果的影响,并与氮气作载气进行了比较,发现二者结果一致,使得操作方法变得更为简单易行。

一、实验部分

l 、主要仪器与试剂

1.1 ZIC-I型离子色谱仪(北京核工业部五所)。

1.2 小型抽气泵KB-6C(青岛崂山电子仪器实验所)。

1.3 聚乙烯塑料袋15L。

1.4高纯度氮气(99.99%)。

1.5 Na2S标准液:取化学纯Na2S.9H2O,在布氏漏斗上抽洗除去表面杂质,去离子水配制。用硫代硫酸钠标定后再稀释成所需浓度。标定的浓度当天有效。

1.6 无水硫酸钾优级纯。

1.7 H2O2 30% 优级纯。

1.8 吸收液:0.06%NaOH---0.45% H2O2 混合液。取1mol/LNaOH溶液7.5ml,优级纯30% H2O27.5ml,去离子水稀释至500mI。此溶液最好是现用现配,以防止H2O2分解。

2 、色谱条件

2.1淋洗液:0.0024mol/LNa2CO3、0.003mol/LNaHCO3

2.2流速:2.0ml/min

2.3进样体积:0.2ml

2.4 YSP2阴离子分离柱Ф4×350mm,前置柱Ф4×350mm,YS2阴离子抑制柱Ф6×250mm

3、实验步骤

实验装置,见图1。

1---吸收瓶B;2---吸收瓶A;3---流量计;4---抽气泵

吸收瓶A中加入l5ml NaOH-H2O2吸收液,吸收瓶B中加入15mL0.5mol/L的NaOH溶液,当用空气作载气时,用来阻留空气中的硫氧化物,如用氮气作载气,则不需加吸收瓶B,只需将进气管接在一个已贮满氨气的聚乙烯塑料袋上。同烧瓶内加入100-200ml现场已固定的水样(如水样中含SO32-、S2O32-,按文献[1]方法处理)。做条件选择试验时,在向烧瓶内加入S2-之前,应先加Zn( Ac)2。向烧瓶内加入30ml4mol/LHCl,开启抽气泵,以400ml/min流速抽气3 0分钟。关闭抽气泵,取下吸收瓶A,将吸收液注入离子色谱仪,同时作空白,根据峰高定量,按下式计算出S2-含量:

S2-(mg/L)=0.3338A V1/ V 2

式中0.3338--- SO42-换算成S2-的系数;

A——曲线上查得的SO42-含量(mg/l);

V1——吸收液体积( ml)

V2——水样体积(ml)。

4 、标准曲线

用已干燥过的优级纯无水K2SO4配成含1.0mg/ml的贮备液。再配成所需系列,根据峰高绘制标准曲线。

二、结果与讨论

1、预分离温度的影响

将烧瓶放入水浴锅内,加入已知浓度的S2-。用氮气作载气,按实验步骤进行测定。分别调节水浴温度从室温至70℃,表1可见,水浴温度对测定结果无影响,故本文选择在室温下进行。

表1分离水浴温度对测定结果的影响

2 、抽气速度的影响

在烧瓶内加入已知浓度的S2-,用氮气作载气,按实验步骤进行测定。调节流量计改变抽气速度,在50~700ml/min之间进行实验。由图2可见,抽气速度在150-700ml/min之间对测定无影响.在150ml/min以下时,回收率偏低,本文选用400ml/ min的流速。

图2 抽气速度的影响

3 、吸收时间的影响

向烧瓶内加入已知浓度的S2-。氮气作载气,按实验步骤进行测定。改变吸收时间,测量峰高.由图3可见,20分钟即可吸收完全,本文选用吸收时间为3 0分钟。

图3 吸收时间对测定的影响

4 、吸收液体积的影响

按实验步骤。氮气作载气,改变吸收液体积。测定结束后,将吸收瓶内的吸收液转移至25mL比色管内定容后进样,测量峰高。图4表明,吸收液在5~25mL范围内均能吸收完全,但使用较少的吸收液,可以提高方法的检测下限,本文选用吸收液为15mL。

图4 吸收液体积对测定的影响

5 、吸收液NaoH、H2O2浓度的影响

按实验步骤 ,氮气作载气,分别改变吸收液中NaOH和H2O2的浓度,测量峰高。由图5和图6可知,0.04%的NaOH和0.3%的H2O2已经足够,本文选用NaoH浓度为0.06%,H2O2浓度为0.45%。

图5吸收液中NaOH浓度的影响

6 、载气种类比较

在烧瓶内加入已知浓度的S2-,分别用氮气和空气作载气,按实验步骤测定并将结果进行比较,结果列在表3。取含硫化物的废水样,同样分别用两种气体作载气.分别进行测定,结果列于表4。由表3和表4可以看出,在本实验条件下,用空气作载气与用氮气作载气所得测定结果一致,都可得到较高的回收率。这可能是因为水样中S2-被空气氧化的速度比较缓慢【6】,尤其在强酸性介质中,硫化物以H2S形式存在于液体和气体中,氧化速度更慢,采用抽气方式将H2S气体从烧瓶中抽出的速度很快,出图3可知,10min即可将烧瓶内90%以上的硫化物抽出,从而有效地减少了硫化物在空气中的氧化时间。

图 6吸收液中H2O2浓度的影响

表3载气种类对测定的影响

表4不同载气实测水样结果(mg/l)

在烧瓶内加入500mg/L的SO42-,按实验步骤测定,对测定结果无干扰。用空气作载气,在进气口接一内装15ml0.5mol/LNaOH的吸收瓶,测定全程序空日,衰减档为4时,空白值如表5所列,说明空气作载气时,不会引入硫氧化物。

表5空气作载气时全程序空白值

8、吹气预分离——光度法和碘量法比较

在烧瓶内加入已知浓度的S2-,分别用本方法(IC法),吹气预分离——光度法和碘量法进行测定,比较结果列于表6。表明本法均比吹气法回收率高。

表6两种测定方法的比鞍

9、精密度与回收率

在烧瓶中加入已知浓度的S2-,按实验步骤测定其精密度与回收率,结果列于表7。

表7 精密度与回收率测定结果(单位:mg/L)

10、 实测水样加标回收率

用本方法测定了地表水、污染源废水中的S2-,结果列于表8。

表8 实测水样加标回收率

三、结论

1、本方法在实际测定中,去掉了预分离时的加热步骤,所用吸收时间较短,可用空气代替氮气做载气,从而缩短了测定时间,节约了测定费用,使操作十分简便。

方法在实际测定中,用稳定的SO42-标准溶液制作标准曲线,不再使用不稳定的Na2S,省

去了标定手续。离子色谱测定SO42-准确、快速,线性范围宽。

实验表明,方法的准确度及精密度均比吹气预分离——对氨基二甲基苯胺光度法和碘量法

有较大提高。

参考文献

[1]《水和废水监测分析方法》(第四版)[M].《水和废水监测分析方法》编委会,北京:中国环境科学出版社326(1989)

[2] 牟世芬, 韩铠, 骆元章, 侯小平,电化学检测器-离子色谱法同时测定微量的氰离子和硫离子[J].《分析化学》1985, 13 (6): 457-460

[3] 李运汇,原子吸收测定污水中可溶性硫化物[J].《环境工程》1987,5(3)54

[4] 张建生,张国峰,电导检测器离子色谱法测定水中硫化物[J].中国环境监测1988,4(5)13

离子色谱篇10

【关键词】离子色谱 精度 分析技术 油田水分析

离子色谱(Ion Chromatography,简称IC)是高效液相色谱(High Performance Liquid Chromatography,简称HPLC)的一种,由于其应用广泛,已经成为一个独立的大类,是用于分离能在水中解离成有机和无机离子的一种液相色谱方法。现在已成为水溶液中阴、阳离子的重要分析手段。

1 离子色谱方法的特点

对离子型化合物的测定是经典分析化学的主要内容。对阳离子的分析已有一些快速而灵敏的分析方法,如原子吸收、离子体发射光谱和 X射线荧光分析等。对于阴离子的分析长期以来缺乏快速灵敏的方法,一直沿用经典的容量法、重量法和光度法等,这些方法操作步骤冗长费时费力,灵敏低且易受干扰。而发展起来的离子色谱克服了以上缺点,具有快速、灵敏度高、选择性好、可同时测定多组分的优点。可以说,离子色谱对阴离子的分析是分析化学中的一项新突破。

1.1 快速、方便

对 7 种常见阴离子(F-、Cl-、Br-、NO3-、NO2-、SO42-、PO43-)和六种常见阳离子(Li+、Na+、NH4+、K+、Mg2+、Ca2+)的

分析时间小于10min。如采用高效分离柱对上述七种常见阴离子的分离时间只需3min。1.2 灵敏度高

离子色谱分析的浓度范围为 μg/L~ mg/ L。当进样量为 50μL 时,常见阴离子的检出限小于是 10μg/L。如增加进样量并采用小孔径柱(2mm 直径)或在线浓缩时,检出限可达10-12g/L。1.3 选择性好

IC法分析无机和有机阴、阳离子的选择性主要由选择适当的分离和检测系统来达到的。由于IC的选择性,对样品的前处理要求简单,一般只需做稀释和过滤。1.4 可同时测定多种离子化合物

与光度法、原子吸收法相比,IC 的主要优点是只需很短的时间就可同时检测样品中的多种成分。

1.5 分离柱的稳定性好、容量高

IC 中苯乙烯/二乙烯苯聚合物是应用最广的填料。这种树脂的高pH稳定性允许用强酸或强碱作淋洗液,有利于扩大应用范围。2 离子色谱系统的组成

IC系统的构成主要由流动相传送部分、分离柱、检测器和数据处理单元四个部分组成(见图 1)。

分离柱是离子色谱的最重要部件之一。高效柱和特殊分离柱的成功研制是离子色谱迅速发展的关键。而对于抑制型检测器,抑制器是关键部件,高的抑制溶量、低的死体积,能自动连续工作,不用有害的化学试剂是现代抑制器的主要特点。

一个理想的检测器,对不同的样品,在不同浓度及各种淋洗条件下均能准确、及时、连续地反应色谱峰的变化。为实现上述要求,检测器应具备较高的灵敏度、较宽的定量检测范围、较好的选择性和重现性。离子色谱常用的检测方法可以分为两类:即电化学法和光学法。离子色谱常用检测器的主要应用范围见表 1。

3 离子色谱的分离方式

按照分离机理,离子色谱可分为高效离子交换色谱(HPIC)、离子排斥色谱(HPIEC)和离子对色谱(MPIC)三种。用于三种分离方式的柱填料的树脂骨架都是苯乙烯和二乙烯苯的共聚物。HPIC用低容量的离子交换树脂,HPIEC用高容量的树脂,MPIC用不含离子交换基团的多孔树脂。下面仅以高效离子交换色谱来说明。

高效离子交换色谱HPIC的分离机理主要是离子交换,是基于离子交换树脂上可离解的离子与流动相中具有相同电荷的离子之间进行的可逆交换。依据不同离子对交换剂的不同亲合力而被逐渐分离,它是离子色谱的主要分离方式,用于亲水性阴、阳离子的分离。如以 NaOH为淋洗液分析水体中阴离子时,先用淋洗液平衡阴离子交换分离柱,再将样品带入,样品进入后,待测离子将阴离子交换树脂上OH-置换下来,并有选择地暂时保留在固定相上,随后,被保留的待测阴离子依据与树脂亲合力的差别而由弱到强逐渐被洗脱下来,从而达到分离的目的。

4 离子色谱的应用

作为近20年来发展最快的技术之一,离子色谱的应用已渗透到众多领域。应用范围从分析水中常见阴、阳离子和有机酸,发展到分析极性化合物、氨基酸、糖、重金属和金属的不同氧化态。离子色谱在分析水质方面,除能对十三种常见阴、阳离子(F-、

Cl-、Br-、NO3-、NO2-、SO42-、PO43-、Li+、Na+、NH4+、K+、Mg2+、Ca2+)的快速分析

外,还可对亚氯酸根、次氯酸根、氯酸根、溴酸根、溴化物等进行准确定量。同时,还可分析氰化物、不同价态的铬、二氧化硅、部分重金属和有机酸类。对于水处理中常用的混凝剂铝和铁的残留浓度也能准确测定。

经过多年的应用,离子色谱已逐渐被国内外分析领域所接受,并被一些国际上有影响的机构确定为标准分析方法或推荐方法。它是一种很有发展前途的分析方法。

参考文献

[1] 朱岩.离子色谱原理及应用,浙江大学出版社,2008