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1、什么是离子色谱 ?,利用色谱技术测定离子型物质的方法 色谱 : 用于分析的一种分离技术 离子型物质 : 在水溶液中电离，具有 + 或 电荷的 元素 阴离子 ： ，2， 阳离子 ： ，,慢 中等 快,色谱分离,离子色谱 (IC) 是,1975 由H.Small 等人.（Dow chemical)首次提出 用于测定氯离子和硫酸根 许多国家将离子色谱法作为标准方法 中国 ： GB 饮用天然矿泉水水检试方法, ； 工业循环冷却水中阴、阳离子的测试方 法 等 。 美国 ： USEPA （US Env. Protect Agency）， ASTM （America Society for Testing
2、and Materials）， （International Organization for Standardization）,电力 冷却水 / HPW 锅炉蒸汽中的杂质 食品 / 饮料 酒 / 饮料/ 糖果 饮料中有机酸 造纸. /纸浆 纸浆液处理水 张纸和液体中的离子,农业 肥料 /土壤 / 植物 /等 土壤中离子 医学 血液 / 尿 尿中草酸 化妆品 化妆品 / 清洁剂/ 洗发液 化妆品液体中的阴离子 制药 化学 / 液体 化学品中的重金属,应用领域,领域,环境. / 污染 雨水/河水/ 大气/ 污水 雨水中离子 城市用水 自来水 / 水源 自来水中消毒副产物,样品,应用,化学品 设备
3、提取物 / 聚合物 环氧类粘合剂中的阴离子 电子 / 半导体 高纯水 晶片冲洗水 高纯水中的离子型杂质 金属 / 钢材 表面处理液镀 槽 冷却水 电镀 槽中的抗坏血酸,离子色谱的基本流程图,淋洗液,泵,色谱柱,检测器,泵液,分离,检测,记录,进样阀,抑制器,检测池,进样,离子色谱的特点,不同的操作者都可得到好的样品分析重现性 经过稀释、过滤后可以测定多种样品 多价态可氧化元素（NO2- & NO3-, SO32-&SO42- etc.）, 不同价态离子（Fe3+ & Fe2+, Cr3+ & Cr6+ etc.） 可单独测定某种离子.（通常为同时测定),离子色谱的基本构成,样品进样 ： 样品环
4、进样 分离 ： 离子交换分离 检测 ： 电导检测,（ 抑制型),进样阀,样品,装样,废液,淋洗液,至分离柱,定量环进样,（）,（）,样品环,分离的方式,离子排斥 ： 离解常数 和疏水性 离子对 (RP) ： 对离子对试剂的亲和力 离子对化合物的疏水性 离子抑制 (RP) ： 在特定 pH下的疏水性 反相 ： 疏水性,离子交换 ： 离子价态和离子半径,Temporal course,离子交换分离机理,阴离子交换树脂 (乳胶型）,m,阳离子交换树脂 (接枝型),分离阴离子,Column ： IonPac AG12A / AS12A Eluent ： 2.7mM Na2CO3 0.3mM NaHCO
5、3 Flow rate： 1.2mL/min Detection： Conductivity (ASRS Recycle mode),0,2,4,6,8,10,12,14,16,Retention time(min),0,8,mS,Column : IonPac CS12A, CG12A Eluent : 20 mM Methanesulfonic acid Flow rate : 1.0 mL/min Detection : Conductivity （CSRS Recycle mode),分离阳离子,0,2,4,6,8,10,12,14,Retention time (min),0,1,2
6、,3,4,S,离子排斥法分离机理, , , , , , , ,Donnan membrane, ,固定相,流动相,离子排斥色谱法的分离机理,1.Donnan排斥作用Donnan膜的负电荷层排斥完全离解的离 子型化合物，仅允许未离解的化合物通过 2.吸附保留时间与有机酸的烷基键的长度有关。通常烷基键越长，其保留时间也越长。 3. 空间排阻与有机酸的分子量大小及交换树脂的交联度有关,Column ： IonPac ICE AS1 Eluent ： 0.4 mM Octonesulfonic acid Flow rate ： 1.0 mL/min Suppressor ： AMMS-ICE Rege
7、nerator liquid ： 5mM TBAOH 50mM H3BO3 Detection ： Conductivity,离子排斥法分离有机酸,20,10,0,保留时间 (min),0,S,5,1,2,3,4,5,1. 甲酸 2. 乙酸 3. 丙酸 4. 丁酸 5. 戊酸,Mobile phase TBAOHACNH2O Sample Y+ X-,固定相,TBA+OH-,Y+ X-,Y+ X-,(TBA+X-),(TBA+X-),(TBA+X-),(TBA+X-),TBA+OH-,ACN,ACN,ACN,ACN,ACN,ACN,ACN,TBA+ OH-,TBA+ OH-,疏水相,亲水 相,
8、反相离子对分离机理,Y+ OH-,反相离子对的分离机理,1.生成离子对待测离子与离子对试剂生成中性“离子对”分布于 固定相与流动相之间，其分离类似传统的反相分离 2.动态离子交换离子对试剂的疏水部分吸附于固定相形成动 态的离子交换表面，其分离机理类似于离子交换。 3.离子间相互作用除包括以上两种分离机理和固定相表面双 电层结构的分离机理。,Column : IonPac NS1、NG1 Eluent : 2 mM TBAOH, 24%48% CAN gradient in 10 min Flow rate : 1.0 mL/min Detection : Conductivity (suppr
9、essor type) （ASRS MPIC Mode） Regenerator : 10 mN H2SO4 1. Methanesulfonic acid 5.0 g/mL (ppm) 2. 1-Propanesulfonic acid 8.6 3. 1-Butanesulfonic acid 8.7 4. 1-Hexanesulfonic acid 8.8 5. 1-Heptanesulfonic acid 8.9 6. 1-Octanesulfonic acid 8.9 7. 1-Decanesulfonic acid 9.1,0,Retention time (min),12,16,8
10、,S,0.0,4,8.0,反相离子对分离测定,检测方式,电导 检测具有电导性化合物的通用型检测器 离子色谱最常用的检测器,电化学(安培法) 在特定的条件下可对某些化合物直接进行氧化还原反应 紫外可见光度法 紫外直接吸收或可见光光度法测定选择性强 可进行柱后衍生 荧光法 HPLC,电导检测器,测定溶液流过电导池电极时的电导率 可检测大部分离子型化合物,溶液,至检测池,电极,检测池,抑制器的作用,废液,抑制器,安装在电导池之前 提高待测离子的电导率： 提高灵敏度 Na+, Cl- H+, Cl- 降低背景电导 (淋洗液) : 减少噪音 Na+, HCO3- H2CO3,Na+, OH- H2O,极
11、限摩尔电导值,Total conductivity （ ） （ ）,（unit：S/m equivalent）,电极 ,电极,离子交换膜,离子交换膜,淋洗液格网,再生液格网,再生液格网,抑制器的结构,自分离 柱,至检 测 池,排放,检测池或再生液 瓶,抑制器的工作原理 (阴离子),X-: 样品中的阴离子 Y+: 样品中的阳离子,H2O,H2O,OH-,H2O Na+ Y+ X- Na+ CO32- (样品, 淋洗液),电极 （）,电极 （）,纯水或来自检 测器的流体,阳离子交换膜,阳离子交换膜,H2O,H2O,废液 / 气体,废液,H2O SO42- Y+ X- H+ MSA- (样品e, 淋
12、洗液）,H+,抑制器的工作原理 (阳离子),X-: 样品中的阴离子 Y+: 样品中的阳离子,电极 （）,电极 （）,阴离子交换膜,阴离子交换膜,纯水或来自检测器的液体,淋洗液,泵,进样阀,柱,抑制器,检测池,废液,反压管,电源,循环再生模式流程图,溶離液,泵,柱,废液,废液,外加水模式流程图,纯水,电源,加压,进样阀,抑制器,检测池,反压管,溶離液,泵,柱,废液,废液,再生液,化学再生模式流程图,进样阀,抑制器,检测池,Column ： IonPac AG12A / AS12A Eluent ： 2.7mM Na2CO3 0.3mM NaHCO3 Flow rate： 1.2mL/min Detection： Conductivity (ASRS Recycl
