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离子色谱基本原理

离子色谱基本原理
离子色谱基本原理

Dionex 中国有限公司应用研究中心

2002年4月15日

Dionex中国有限公司应用研究中心目录

第一章引言 (1)

1. 什么是色谱? (1)

2. 色谱的发展 (1)

3. 液相色谱 (1)

第二章色谱柱理论 (3)

1. 分离度 (3)

2. 柱效 (4)

3. 传质影响 (5)

4. 纵向扩散 (5)

5. 溶质传递动力学 (6)

6. 选择性 (6)

7. 保留特性 (7)

8. 总结 (7)

第三章离子色谱的优点 (8)

第四章分离模式 (9)

1. 离子交换 (9)

2. 离子排阻色谱法(ICE) (10)

3. 反相色谱法 (10)

4. 离子对 (11)

5. 离子抑制 (11)

第五章检测方法 (12)

1. 电化学检测 (12)

2. 分光光度检测法 (14)

第六章抑制作用 (16)

第七章分离方式和检测方式的选择 (20)

1. 分离度的改善 (23)

附录 (30)

表1. 电化学检测器测定的组分 (30)

表2. 用于化学抑制的典型淋洗液 (31)

表3. 常见电化学活性化合物的施加电压 (32)

表4. 常见无机阴离子的紫外线吸收波长 (33)

表5. 国际现行的离子色谱标准分析方法(环境与高纯水分析) (34)

表6. 离子色谱法中的中国国家标准(GB) (36)

第一章引言

本文讲述有关离子色谱法的基本知识和分离和检测方面的理论。

1. 什么是色谱?

色谱法是一种物理化学分析方法。它利用混合物中组分在两相间分配系数的差别,当溶质在两相间作相对移动时,各组分在两相间进行多次分配,从而使各组分得到分离。

2. 色谱的发展

色谱这一概念是由俄国植物学家Tswett(茨维特)1903提出的,他在一根细长的玻璃管中装入碳酸钙粉末,然后将植物绿叶的石油醚萃取液倒入管中,萃取液的色素就被吸附在管上部的碳酸钙上,再用纯净的石油醚洗脱这些被吸附的色素,于是在碳酸钙上形成了一圈一圈的色带,这些色带被称为色谱。

经过许多年的发展,“色谱”一词已涵盖许多技术领域。新型固定相的发展和气体、液体以及超临界流体作为可动相的使用,色谱逐渐成为最为有效的分离分析手段。

本文仅限于离子色谱。不过涉及到的概念与所有其他色谱方法是一样的。

3. 液相色谱

液相色谱一词指使用的流动相是液体的色谱方法。可以分为四类:

1.反相色谱:固定相为非极性物质(疏水性),流动相为极性溶液(如

甲醇或乙腈水溶液)。分离方式基于多次吸附-解吸的重复过程,非极性化合物较极性化合物在柱中具有较强的保留。

2.正相色谱:固定相是极性物质,流动相是非极性或弱极性的溶液(如

正己烷或四氢呋喃),如前所述,分离过程也是基于被分离组分在流动相与固定相之间的分配平衡。

3.分子排阻色谱:固定相由一些起分子筛作用的多孔材料组成,较大的分子被较快地从色谱柱中洗脱,较小分子则滞留在填充材料的细小孔径中,保留较长的时间。

4.离子色谱:离子色谱法基于三种分离机理

A.高效离子交换色谱法(HPIC):分离是基于发生在流动相和键合在基质上的离子交换基团之间的离子交换过程,也包括部分非离子的相互作用。这种分离方式可用于有机和无机阴离子和阳离子的分离。

B.高效离子排斥色谱(HPICE):分离是基于固定相和被分析物之间三种不同的作用-Donnan排斥、空间排斥和吸附作用。这种分离方式主要用于弱的有机和无机酸的分离。

C.流动相离子色谱法(MPIC):分离是基于被分析物在分析柱上的吸附作用。分析柱的选择性主要取决于可动相的组成和浓度。流动相除了加入有机改进剂之外,还需加入离子对试剂。这种分离方式可用于表面活性阴离子和阳离子以及过渡金属络和物的分离。

第二章 色谱柱理论

本章将简要描述色谱柱性质的术语和概念。

1. 分离度

任何分离的目标都是使两个相邻的峰完全分开。分离度定义为两个相邻色谱峰的峰中心之间的距离与两峰的平均峰宽的比值。

方程1给出了一个衡量分离好坏的尺度,但它并没有告诉我们如何获得一个较好的分离。为了搞清这个问题,我们将分离度表示为含有3个色谱分离参数的函数,这三个参数分别为柱效、选择性和保留时间,这些参数与固定相和流动相性质有关。

方程2 保留时间

式中,

1

141+??? ?-=N

N

K K N R αα表示保留特性表示选择性表示柱效 1K K

1- 41

N N ???

? ??+??? ??ααN

分离初始,在零时间,样品位于色谱柱的顶端。被分析的样品随流动相进入固定相,样品组分基于对两相亲和力的不同而被分离。一般地讲,固定相与流动相之间化学性质的差别应该足够大,被分析物才能与其中一相发生较强作用。正是由于保留时间的不同,使得分离得已实现。

2. 柱效

柱效是指色谱柱保留某一化合物而不使其扩散的能力,柱效能是一支色谱柱得到窄谱带和改善分离的相对能力。我们可以通过一根柱子的理论塔板数来衡量色谱柱柱的柱效,在色谱柱中,理论塔板数N 定义为:

式中,T 是色谱峰中心与进样起始点间的距离,W 1/2是峰高一半处峰的宽度。 理论塔板是指固定相和流动相之间平衡的理论状态。在一个塔板的平衡完成之后,分析物进入下一个平衡塔板,这种传送过程重复不断,直到分离完全。分子根据自身的性质(分子大小和电荷)进行转移或迁移,基于它们对固定相和流动相的亲和力的不同进行分离。分子移动并形成一条带状,以正态分布(高斯)的色谱峰流出。

理论塔板数可以用于衡量整个色谱系统谱带的扩散程度。谱带扩散程度越小(即色谱峰越窄),理论塔板数N 越大。

理论塔板数N 与色谱柱长度成比例;也就是说,色谱柱越长,理论塔

数N 越大。

理论塔板高度HETP 一词是单位长度色谱柱效能的量度,可以用于比较不同长度的色谱柱的理论塔板数N 。

这个方程表明高效率的色谱柱具有较大的理论塔板数。也就是说,具有较小的理论塔板高度。

影响理论塔板高度的因素有: 1. 多流路 2. 纵向扩散 3. 传质影响

3. 传质影响

传质影响是描述由于柱子装填不均,造成流路分叉而引起的扩散。分析物在色谱柱中的流路受到柱子装填和树脂等许多因素的影响。填料颗粒的直径直接影响柱效。一般来说,粒径越小,分离效率越高。同时,颗粒大小和装填的均匀度越好,柱效也越高。如果一根柱子由大小不均匀的颗粒填充,溶质分子将由于相遇颗粒粒径大小的不同而以不同速度移动。这样造成溶质分子的流出谱带变宽。在一些装填不均匀的柱子中,溶质分子经过一些未填满的空隙或溶质分子或与树脂颗粒的相互作用将导致谱带扩散。因此,提高颗粒的均匀度和减小粒径可以减小谱带的扩散。

4. 纵向扩散

用于描述任何气体和液体扩散或分散的内在趋势。这种情况可以发生在整个色谱系统中的任何地方。最初,在窄的谱带中的溶质分子向周围的溶剂扩散,使谱带变宽。理论上讲,纵向扩散也可以在流动相和在固定相中发生。结果表明,扩散问题在离子色谱填充柱中并不象在气相色谱中那样普遍。

5. 溶质传递动力学

是描述溶质分子在固定相和流动相之间运动的速率。理想状态下,与填充柱作用的溶质分子不断出入固定相中。当分子在固定相中时,分子被保留而位于谱带中央的后面。当分子在流动相中时,由于液体流动速率总是大于谱带的速率,则它的速率总是大于谱带中心的速率。这种在两相之间的随意出入引起谱带扩散。如果不发生流动,溶质分子就会在两相之间达成平衡。正因为存在流动,在流动相中真实的溶质浓度无法与相邻的固定相中浓度达到平衡。色谱峰的扩散可以通过减小不平衡程度和增加交换速率来降低。溶质传递的动力学经常是谱带扩散的主要原因,因此对柱效的影响也是最大的。

6. 选择性

是交换过程的一个热力学函数。色谱柱的选择性是两个化合物的调整保留时间的比值,也等于两个化合物在固定相和流动相之间平衡常数的比值。

其中T 2 和T 1是两峰峰中心与进样点的时间差值,T 0是死体积保留时间。当保留时间的比值等于1时,没有任何分离度或或称共洗脱。选择性越好或比值越大,对于两个化合物的分离越容易。公式中相对较小的改变,就会使分离度发生较大的改变。较高选择性可以在柱效相对较低的柱子上得到较好的分离。一般来说,流速和柱压的改变,对选择性没有影响。

7. 保留特性

用容量因子k’描述化合物保留性质,其定义如下:

方程6 容量因子

式中,T是色谱峰中央到进样起始时间点的差值,T0是死体积时间。本质上,容量因子给出了分析物在固定相的时间超过在流动相中时间的数量。k值小说明化合物被柱子保留弱,化合物洗脱体积与死体积相近。k,值大的说明被分析物与固定相作用较强而具有好的分离,但是较大的k,值导致较长的分析时间和色谱峰的展宽。一般来说,k,的最佳范围在2~10之间;可以通过改变流动相来获得最佳的k,值。

8. 总结

分离度表示为一个与柱效、选择性、保留特性有关的函数。利用这些参数可以获得一个较好的分离度。其中每一项都可以用于改善分离效果。

●当建立一个得方法时,柱子的选择性是十分重要的,因为它对分离的影响

是最大的。

●柱效与流速有关。流速越慢,柱效越高。这是由于流动相中的被分析物可

以有更多的时间与固定相作用。不幸的是这样会导致峰形的扩散。

●作为容量因子的一个函数,保留特性是确定柱子的状态最有用的参数,因

此需要适当清洗和恢复柱子。

第三章离子色谱的优点

1 速度:一般10min即可分别完成阴、阳离子的剖面。

2 灵敏度:直接进样可达ppb级,用浓缩柱可达ppt级;限制的因素是对普遍存在离子如Cl-和Na+的高灵敏度,由此而存在的污染。

3 选择性:Dionex已有多种成熟的固定相,以及选择性的检测器。

4 多组分同时测定,但对样品成分之间的浓度差太大的样品(如半导体级化学试剂中杂质的测定)有一定的限制。

5 运行费用非常低,勿需特殊试剂。

6 柱填料在广的PH范围内和对有机试剂的稳定性,广的应用范围及对复杂基体分析的可行性。

第四章分离模式

1. 离子交换

离子交换是用于分离阴离子和阳离子常见的典型分离方式。在色谱分离过程,样品中的离子与流动相中对应离子进行交换,在一个短的时间,样品离子会附着在固定相中的固定电荷上。由于样品离子对固定相亲和力的不同,使得样品中多种组分的分离成为可能。

如图所示,Cl-和SO42-对固定相具有不同的亲和力。SO42-被较强地保留并且在Cl-之后洗脱。

与前述相似,由于Na+和Ca2+对固定相具有不同的亲和力。Ca2+比Na+较强地被保留,在较长时间时被洗脱,易于与Na+分离。

最佳的应用是在不同基质中对常见阴离子(F-、Cl-、NO3-、Br-、PO43-等),和常见阴离子(Li+、Na+、NH4+、K+、Ca2+等)的分离测定。一些碳水化合物也可以用离子交换法进行分离分析。

2. 离子排阻色谱法(ICE)

这种分离模式包括Donnan排斥、空间排斥和吸附过程。固定相通常是由总体磺化的聚乙烯/二乙烯基苯共聚物形成的高容量阳离子交换树脂。ICE可以用于从完全离解的强酸中分离有机弱酸和硼酸盐的测定。

在上面的保留模式中,带有负电荷的Donnan膜允许未解离的化合物通过而不允许完全解离的酸如盐酸通过,因为氯离子带负电荷。

一元羧酸的分离主要由发生在固定相表面的Donnan排斥和吸附决定。而对于二元、三元羧酸的分离,空间排斥则起主要作用。在这种情况下,保留主要取决于样品分子的大小。

3. 反相色谱法

反相色谱法应用中性、非极性大孔的填充材料和极性流动相。分离基于被分析物质与固定相之间的相互作用,换句话说,也就是样品的疏水性。

4. 离子对

在流动相中加入一种与被分析物相反电荷的疏水性离子,与样品离子形成离子对。这种方法适用于分离金属络和物和表面活性阳离子/阴离子。

5. 离子抑制

是用于反相色谱法的一种技术。加入一种特殊离子改变溶液的PH,抑制化合物如羧酸或胺类化合物的解离。得到的中性化合物与固定相相互作用,化合物得以分离。

第五章检测方法

Dionex的检测方式可以分为以下两类:

1. 电化学

A. 电导检测

B. 安培检测

2. 光度法

A. 吸收光度法

B. 发射光度法

1. 电化学检测

电导检测法电导率是在阴极和阳极之间的离子化溶液传导电流的能力。溶液中的离子越多,在两电极间通过的电流越大。在低浓度时,电导率直接

与溶液中导电物质的浓度成正比。

-----------------------------------------------------------------------------------------------------

欧姆定律R = V / I

Resistance V oltage Current

(Ohm)(Volt)(Ampere)

-----------------------------------------------------------------------------------------------------

电导G = I / R

Conductance

(Siemen)

-----------------------------------------------------------------------------------------------------

浓度 C = c ×G

Concentration Constant Conductance

-----------------------------------------------------------------------------------------------------

欧姆定律表明电阻等于电压与电流的比值。电导用西门子(S)作单位表示,定义为电阻的倒数,直接与溶液的浓度和电导池的常数有关。这个常数与电极之间的距离和池子的体积有关。如果电导池中电极之间的距离越近,

离子流遇到的电阻越小,检测器的灵敏度也就越高。(Dionex采用惰性的316不锈钢微电极和1微升的池体积)。

经过对电导池校正之后(1mM KCl显示电导为147mS),测定不同浓度的标准溶液,得到浓度和响应值的线性关系。在浓度非常低或高时,线性关系存在一定的偏差。甚至在理论上,由于溶液中离子的性质也会产生非线性关系。

温度对电导率的影响温度是严重影响电导的另一个因素。一般来说,温度和电导率在一定范围内存在线性关系。因此,必须消除和减弱温度对电导测定的影响。这些可以通过保持电导池温度的恒定或通过电导率乘以一个与温度有关的校正因子,将测定值修正到温度为25℃时的电导率。这个常数为

温度补偿因子,以每摄氏度改变的百分率表示。

-----------------------------------------------------------------------------------------------------

G n o r m= (C T) ×(G m e a s u r e d)

Normali zed

Conducti vit y

(Si emens)

Temperature Compensation Factor

C T = e k(25-T)

where: k = Solution temperature

coefficient (%/°C)

T = solution temperature (°C)

-----------------------------------------------------------------------------------------------------

在CRC化学手册中,对几种缓冲溶液中得到的数据进行回归分析,发现在18℃~25℃之间,具有很好的线性。当温度在25℃以上时,盐类具有很好的线性,碱类继续保持基本的线性,酸类则表现为非线性。

抑制作用电导检测器测定的离子型成分,离子交换和离子对色谱法是广泛采用的分离方法。这些方法用高电导的流动相。化学抑制通过降低流动相的背景电导值,提高被测物的电导值,使信噪比得到显著的提高。有关抑制

的作用和技术将在抑制一节中详细介绍。

安培检测安培检测用于测定在一个施加电位下能够进行电化学反应的电活性物质。在单电位安培法中,一个固定电位连续施加到电化学检测池上。测量样品物质在工作电极表面的氧化或还原作用所产生的电流。产生电流的大小与进行电化学反应的被测物浓度成正比。

单电位时,由于一些反应产物使电极表面“中毒”,导致测定重现性差和检测的灵敏度迅速降低。用多电位时,选择第二电位、第三电位、甚至第四电位(在特定的时间内)形成电化学清洗电极表面的依次重复的电位。这样就可以得到好的重现性和测定那些无法用单电位安培法测定的组分。当采用脉冲安培法时,施加电位、脉冲时间和工作电极的材料都可以根据被测物进行选择优化以达到高的灵敏度和选择性。

2. 分光光度检测法

吸收法光度检测法是基于某些分子对光的吸收。被吸收的能量激发外层价电子由基态到较高的能级态。吸收能量的波长取决于分子内的化学键。

当样品中的分子吸收部分紫外或可见光时,检测器检测光线的强度减小。

光强度的减小与样品中吸收光的分子的浓度成正比。

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Beer's Law

A = a × b × C Absorbance molar cell path length concentration of

absorptivity (cm) absorbing species

(moles/L) ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

摩尔吸光度与分子的结构有关,对任何一种特定的物质,其值是常数。检测池的长度b由检测池的物理尺寸决定,因此也是一个常数。由于a和b 都是常数,一旦吸光度已知,就可以容易地测定被测物C的浓度。在大多数的定量分析中,通过测定已知浓度的被测物溶液的吸收度,作出吸光度与浓度的工作曲线,然后就可以求出未知样品的浓度。

因为任何检测方式都存在吸光度和浓度之间线性关系的限制。比尔定律的偏

差主要由以下的因素造成:

偏差是普遍的,但是可以通过工作曲线或标准加入的方法减少。

发射光度法关于痕量分析,有一些检测器可以检测柱流出物中p克和f 克水平。普通的吸光度检测器可以在p克范围测定具有很强生色基团的物质,但是测定经常受样品基体的干扰。

荧光检测具有较高选择性和灵敏度。不是所有能吸收光的化合物都产生荧光。因此有高的选择性。灵敏度的增加是由于较弱的荧光容易在非常低的背景条件下检测到的缘由。

自身具有荧光性质的化合物大多数含有一个环状的结构功能基。如果化合物不具备这样的功能基,可以将化合物或分子进行柱前或柱后衍生转变为具有荧光的化合物。

第六章抑制作用

Kohlraush,s定律表明在稀溶液中溶液的电导率是溶液中每个离子电导率乘以它们各自的离子浓度之和。也就是说溶液的电导率直接与离子浓度成比例。简单地说,在整个溶液中每种离子的电导率对整个溶液的电导率的贡献中与其他离子无关。

抑制是通过弱酸和弱碱盐的离子交换中和作用。抑制的结果是:1)降低流动相的背景电导值,2)增加被测物的响应值。化学抑制的结果是改善被测物的灵敏度和检测限。例如,在常见阴离子分析中,以Na2CO3/NaHCO3为淋洗液,Cl-以盐的形式存在。NaCl的总的电导是126μS(50uS/cm Na++76uS/cm Cl-)。在抑制器中,盐经过离子交换后,待测离子Cl-变为强酸,其电导值为426μS(350μS/cm H+ +76μS/cm Cl-)。

自身再生抑制器

化学抑制的发展如上图所示。第一个化学抑制器是树脂填充抑制装置。但是为了重复使用需要经常离线再生。

1981年,出现了纤维薄膜抑制器。其明显的优点是连续再生。这种抑制技术的缺点是较低的抑制容量和机械脆性。

1985年微膜的引入,化学抑制器的发展又进入了另一个发展阶段。使用一种非常薄而耐用的膜,这种抑制器不仅可以连续抑制,而且具有很高的抑制容量,能够满足梯度洗脱和等度洗脱的要求。

第四代化学抑制器是自动再生抑制器(SRS)。SRS是第一个利用水的电化学反应产生氢和氢氧根离子,因此不再需要再生液。

在自动再生抑制器中,阴极和阳极之间施加一个直流电流,在施加电场下,在阳极水被氧化产生H+和氧气,同时在阴极水被还原为OH-和氢气。抑制器产生的氢离子和氢氧根离子用于抑制背景电导。

连续抑制较非连续抑制具有以下几处优点:

●无需周期性再生

●稳定的基线

●易于操作

●适于常规梯度分析

●可与高容量的柱子相匹配

第五代电抑制器是自动电解再生抑制器,简称AES T M。用离子交换叠片代替微膜。采用连续电解再生抑制的单一循环模式。可应用于碳酸盐溶液或MSA淋洗液的IC方法。有三种尺寸可选用,即4-mm,3-mm以及2-mm。该

离子色谱的标准

有关离子色谱的标准 一、国标 GB 111733-1989 居住区大气中硫酸盐卫生检验标准方法离子色谱法 GB 11446.7-1989 电子级水中痕量氯离子的离子色谱测试方法 GB 13580.5-1992 大气降水中氟、氯、亚硝酸盐、硝酸盐、硫酸盐的测定离子色谱法 GB/T 11446.7-1997 电子级水中痕量氯离子、硝酸根离子、磷酸根离子、硫酸根离子的离子色谱测试方法 GB/T 11733-1989 居住区大气中硫酸盐卫生检验标准方法离子色谱法 GB/T 13580.5-1992 大气降水中氟,氯,亚硝酸盐,硝酸盐,硫酸盐的测定离子色谱法 GB/T 14642-1993 工业循环冷却水及锅炉水中氟、氯、磷酸根、亚硝酸根、硝酸根和硫酸根的测定离子色谱法 GB/T 15454-1995 工业循环冷却水中钠、铵、钾、镁和钙离子的测定离子色谱法 二、行业标准 HJ/T 83-2001 水质可吸附有机卤素(AOX)的测定离子色谱法 JJG 823-1993 离子色谱仪 DZ/T 0064.28-1993 地下水质检验方法离子色谱法测定钾、钠、锂和铵

DZ/T 0064.51-1993 地下水质检验方法离子色谱法测定氯离子、氟离子、溴离子、硝酸根和硫酸根 JJD 1008-1991 离子色谱仪 JJG (地质) 1008-1990 离子色谱仪检定规程 JY/T 020-1996 离子色谱分析方法通则 JJG(教委) 020-1996 离子色谱仪检定规程 SL 86-1994 水中无机阴离子的测定(离子色谱法) JJG (教委) 020-1996 离子色谱仪检定规程 CJ/T 143-2001 城镇供水钠、镁、钙的测定离子色谱法 HJ/T 84-2001 水质无机阴离子的测定离子色谱法 三、部分国际标准 ISO 10304-2-1995 水的质量.用液态离子色谱法测定已溶解的阴离子.第2部分:在废水中溴化物、氟化物、硝酸盐、亚硝酸盐、亚磷酸盐、和硫酸的测定 ISO 10304-1-1992 水质.固液态离子色谱法测定溶解的氟化物、氯化物、亚硝酸盐、亚磷酸盐、溴化物、硝酸盐和硫酸离子的测定 ISO 10304-3-1997 水质.用液态离子色谱法测定已溶解的阴离子.第3部分:铬酸盐、碘化物、亚硫酸盐、硫氰酸盐和硫代硫酸酯的测定

离子色谱原理

离子色谱基础 离子色谱(Ion Chromatography)是高效液相色谱(HPLC)的一种,是分析阴离子和阳离子的一种液相色谱方法。 一、离子色谱的基本原理 离子色谱的分离机理主要是离子交换,有3种分离方式,它们是高效离子交换色谱(HPIC)、离子排斥色谱(HPIEC)和离子对色谱(MPIC)。用于3种分离方式的柱填料的树脂骨架基本都是苯乙烯-二乙烯基苯的共聚物,但树脂的离子交换功能基和容量各不相同。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。3种分离方式各基于不同分离机理。HPIC的分离机理主要是离子交换,HPIEC主要为离子排斥,而MPIC则是主要基于吸附和离子对的形成。 1、高效离子交换色谱 应用离子交换的原理,采用低交换容量的离子交换树脂来分离离子,这在离子色谱中应用最广泛,其主要填料类型为有机离子交换树脂,以苯乙烯二乙烯苯共聚体为骨架,在苯环上引入磺酸基,形成强酸型阳离子交换树脂,引入叔胺基而成季胺型强碱性阴离子交换树脂,此交换树脂具有大孔或薄壳型或多孔表面层型的物理结构,以便于快速达到交换平衡,离子交换树脂耐酸碱可在任何pH范围内使用,易再生处理、使用寿命长,缺点是机械强度差、易溶胀易、受有机物污染。 硅质键合离子交换剂以硅胶为载体,将有离子交换基的有机硅烷与基表面的硅醇基反应,形成化学键合型离子交换剂,其特点是柱效高、交换平衡快、机械强度高,缺点是不耐酸碱、只宜在pH28范围内使用。 离子交换色谱是最常用的离子色谱。 2、离子排斥色谱 它主要根据Donnon膜排斥效应,电离组分受排斥不被保留,而弱酸则有一定保留的原理,制成离子排斥色谱主要用于分离有机酸以及无机含氧酸根,如硼酸根碳酸根和硫酸根有机酸等。它主要采用高交换容量的磺化H型阳离子交换树脂为填料以稀盐酸为淋洗液。 3、离子对色谱 离子对色谱的固定相为疏水型的中性填料,可用苯乙烯二乙烯苯树脂或十八烷基硅胶(ODS),也有用C8硅胶或CN,固定相流动相由含有所谓对离子试剂和含适量有机溶剂的水溶液组成,对离子是指其电荷与待测离子相反,并能与之生成疏水性离子,对化合物的表面活性剂离子,用于阴离子分离的对离子是烷基胺类如氢氧化四丁基铵氢氧化十六烷基三甲烷等,用于阳离子分离的对离子是烷基磺酸类,如己烷磺酸钠,庚烷磺酸钠等对离子的非极性端亲脂极性端亲水,其CH2键越长则离子对化合物在固定相的保留越强,在极性流动相中,往往加入一些有机溶剂,以加快淋洗速度,此法主要用于疏水性阴离子以及金属络合物的分

ICS阳离子色谱操作规程

ICS-1100型阴离子色谱简单操作及维护 一、开机 1.开机前请检查淋洗液和废液体积,及时更换,以免耽误测试。 2.依次打开氮气总阀(逆时针开,N2分压表0.2MP,淋洗液分压6psi,都已设 定,一般不用调)、仪器电源、电脑主机。 3.打开服务管理器,点击【启动仪器控制器】,再打开ChromeLeon7软件。 二、准备工作 1.进入仪器的控制面板,点击左下角【仪器】,进入【pump-ECD】界面,开始 排气泡。打开仪器机箱门,将主(右)泵头逆时针旋2圈,插入10 mL注射器,在pump-ECD界面点击泵-【打开】,开泵排气泡(若注射器不动可先手动抽一点水),注射器水至10 mL后,点击泵-【关闭】,将注射器抽出,废液倒掉;按上述步骤再排一次气泡,连续排气两次后,将主泵头旋紧。再逆时针旋开左边的副泵头,在pump-ECD界面点击泵-【打开】,自动排气2 min后,点击泵-【关闭】,旋紧泵头。(旋泵头的时候,泵处于关闭的状态,即没有液体流量。) 2.在控制面板中,点击泵-【打开】,流速默认为1.0mL/min,待系统压力上升至 正常水平(1000psi),柱温升至30℃后(温度指示灯常亮)。在控制面板中开抑制器-【on】,选择类型AERS-4mm,电流59mA(仪器方法中给出的与设置的淋洗液浓度所对应的电流)。点击菜单栏中的【监视基线】,采集基线1h,平衡系统,基线平稳后,最终背景电导率降到1.0μS以下,点击【停止】。 三、测量设置 1.进入【数据】窗口。菜单栏点击【创建】,设置仪器方法、处理方法、报告模 板、视图设置,创建序列。若之前有测过相同离子,直接选择已有的序列,或者选中已有队列,点击【文件-另存为】,将已有序列另存为一个新的序列。

离子色谱分析方法通则..

离子色谱分析方法通则 1 范围 本标准规定了离子色谱法对仪器的要求和分析方法。所用仪器应具备输液泵、离子交换色谱柱、抑制器以及检测器(电导检测器、安培检测器、吸光度检测器或者其中任一种检测器)等。系统中应含完成分析任务所必需的附件—色谱工作站或积分仪等。 本标准适用于多种阴离子、阳离子、有机酸、糖类的测定。 2.引用标准 GB 1.4-88 标准化工作导则化学分析方法标准编写规定 GB 3102.8-93 物理化学和分子物理学的量和单位 3 定义 3.1 电导 conductance 电阻的倒数称为电导,单位为西门子,符号是S。它的导出单位为微西门子,符号是μS。1S=106μS。 3.2 电导率 conductivity 25℃时,一立方厘米液体的电阻的倒数,以Ω1·cm1或S/cm 表示。 3.3 抑制电导检测 suppressed conductance detection 在分离柱后,采用离子交换膜或离子交换柱将淋洗液中的淋洗离子转变为弱酸、弱碱或水,使淋洗液的背景电导降低,同时提高检测灵敏度的方法称为抑制电导检测。 3.4 分辨率(分离度) resolution 评价色谱柱对相邻双峰分离情况的指示: 分峰的分离情况。分辨率按

式中 R—相邻两组分峰的分辨率 tR1——组分1的保留时间 tR2——组分2的保留时间 W1——组分1的峰底宽度 W2——组分1的峰底宽度 4 方法原理 不同的色谱柱中装填有不同类型的离子交换树脂。离子交换树脂上的活性交换基团能与样品中的离子及流动相中的淋洗离子发生离子交换作用。此种交换作用又因不同离子与树脂上的活性交换基团之间的静电力或亲和力存在差异,与树脂静电力或亲和力大的离子易被保留而难于被洗脱,静电力或亲和力小的离子则易于洗脱。随着淋洗液的流动,样品中的离子与树脂上的交换基团不断地发生交换—洗脱—再交换—再洗脱,最终被淋洗液带到检测器中形成高斯分布型色谱峰。在一定的色谱条件下组分峰的流出时间即保留时间固定,以此作为组分离子的定性依据。在一定的浓度范围内组分的峰面积(或峰高)正比于组分的浓度,积分仪拾得此信号给出组分的定量结果。 图1 分辨率示意图 5 试剂和材料 5.1 配制淋洗液、再生液的试剂纯度应是分析纯(A.R)或分析纯以上试剂。 5.2 去离子水应满足以下要求: 5.2.1 电导率:<1μS/cm(20℃时)。

离子色谱5000操作规程

离子色谱5000操作规程 一、开机 1、打开气源开关,分压表调到3-6Psi ,检查淋洗液瓶水是否过期。 2、依次打开DP泵、EG淋洗液自动发生器、DC色谱单元、ASAP 自动进样器的电源开关。 3、如仪器长时间不使用或更换淋洗液后,要先打开平衡泵头上的PRIME阀再开泵排气。 4、打开电脑,点击右下角变色龙服务器,点击启动,待图标变 灰色后,双击桌面的变色龙,点击窗口上面的默认面板控制面板。 二、平衡、运行样品 5、开泵,根据连接的柱子设定泵流速(阴离子AS11-HC 2mm0.38ml/min;氢氧化钾浓度30mM抑制器电流29mA;阳离子CS12A2mm柱:0.25ml/min;MSA(甲基磺酸)浓度20mM抑制器电流15mA);设定柱箱温度(30度); 注意:待泵的压力上到1000Psi后再去开抑制器与CR-TC的等的电流。 电导检测器:根据具体的试验条件,在控制面板DC页面选定抑制器类型和电流;在CD页面设定并开启检测器温度。 6、系统平衡

在平衡系统时可以点击上面的小点采集记录基线。 7、编辑选择file-new-program 程序文件(注:方法文件method 和报告模板Report templates可以使用原有的,如果有相同做样方法的可以使 用原有程序做样),建立程序时主要设置流速淋洗液浓度柱温(注:因column和Compartment温度是共用建议统一阴离子设置,阳离子程序选择不设置),运行时间等,其他部分设置建议使用默认。 程序文件建立时在进样模式里(inject mode)选择pushSeqFull,Diverter Valve Position,点中上面Position 是为系统1进样,点中下面Pisition是为系统2进样。 8、编辑运行样品表(SEQUENCE)点击选择file-new-sequense 进入样品编辑界面,进行样品的编辑。 9、系统平衡好后,先要停止采集基线,启动样品表(依次点击BATCH、START),选择要运行的样品表。 10、做完样后双击打开第一个标准,点击QNT-EDITER,进行数据处理。 1.打开需要计算结果的“Seqence(样品表)”,双击任何已经完成的任意个标准样品,点快捷烂内的,点界面下方, “综合”输入浓度单位,“检测”下设置积分参数,通常设定“0.00 最小面积0.005”, 2.点“峰表”,在表格区点右键,选“自动生成峰表”

气相及液相色谱法基础知识

气相色谱法基础知识 一、气相色谱的简要介绍 气相色谱法是二十世纪五十年代出现的一项重大科学技术成就。这是一种新的分离、分析技术,它在工业、农业、国防、建设、科学研究中都得到了广泛应用。气相色谱可分为气固色谱和气液色谱。气固色谱的“气”字指流动相是气体,“固”字指固定相是固体物质。例如活性炭、硅胶等。气液色谱的“气”字指流动相是气体,“液”字指固定相是液体。例如在惰性材料硅藻土涂上一层角鲨烷,可以分离、测定纯乙烯中的微量甲烷、乙炔、丙烯、丙烷等杂质。 二、气相色谱法的特点 气相色谱法是指用气体作为流动相的色谱法。由于样品在气相中传递速度快,因此样品组分在流动相和固定相之间可以瞬间地达到平衡。另外加上可选作固定相的物质很多,因此气相色谱法是一个分析速度快和分离效率高的分离分析方法。近年来采用高灵敏选择性检测器,使得它又具有分析灵敏度高、应用范围广等优点。 三、气相色谱法的应用 在石油化学工业中大部分的原料和产品都可采用气相色谱法来分析;在电力部门中可用来检查变压器的潜伏性故障;在环境保护工作中可用来监测城市大气和水的质量;在农业上可用来监测农作物中残留的农药;在商业部门可和来检验及鉴定食品质量的好坏;在医学上可用来研究人体新陈代谢、生理机能;在临床上用于鉴别药物中毒或疾病类型;在宇宙舴中可用来自动监测飞船密封仓内的气体等等。 气相色谱专业知识 1 气相色谱 气相色谱是一种以气体为流动相的柱色谱法,根据所用固定相状态的不同可分为气-固色谱(GSC)和气-液色谱(GLC)。 2 气相色谱原理 气相色谱的流动相为惰性气体,气-固色谱法中以表面积大且具有一定活性的吸附剂作为固定相。当多组分的混合样品进入色谱柱后,由于吸附剂对每个组分的吸附力不同,经过一定时间后,各组分在色谱柱中的运行速度也就不同。吸附力弱的组分容易被解吸下来,最先离开色谱柱进入检测器,而吸附力最强的组分最不容易被解吸下来,因此最后离开色谱柱。如此,各组分得以在色谱柱中彼此分离,顺序进入检测器中被检测、记录下来。 3 气相色谱流程 载气由高压钢瓶中流出,经减压阀降压到所需压力后,通过净化干燥管使载气净化,再经稳压阀和转子流量计后,以稳定的压力、恒定的速度流经气化室与气化的样品混合,将样品气体带入色谱柱中进行分离。

离子色谱法测定高氯酸根含量

离子色谱法测定高氯酸根含量 高氯酸盐主要用于火箭助推器发射的氧化产物,爆炸物以及电镀工业中。研究表明高氯酸盐易于在水中聚集。例如,在美国加利福尼亚州,内华达州及亚利桑那州等这些现在是或曾经是火箭试验基地的地区周围地表水中发现了较高浓度的高氯酸根。 高氯酸根对人体的影响目前还未完全查明,但可以肯定的是,高氯酸能减慢甲状腺对于碘的吸收。所以,不同水质(如饮用水,地下水,地表水,废水)中对高氯酸根的监测至关重要。目前很多国家正致力于高氯酸根的标准检测方法的建立。 例如,美国EPA 314和EPA 332分别采用了离子色谱(IC)和离子色谱-质谱(IC-MS)联用两种方法来分析高氯酸根的含量,两种方法有如下特点: z EPA 314方法是完全离子色谱法(IC)。ppb级的高氯酸根经过高容量离子交换色谱柱分离后,进行抑制型电导检测。随着样品基体中氯、碳酸根、硫酸根浓度的增大,电导检测高氯酸根在1-5ppb浓度范围内越来越困难。如图二,使用高容量离子交换色谱柱,当样品基体分别含有1000ppm氯、碳酸根、硫酸根时,只能检测到0.5ppb的高氯酸根。z EPA 332用抑制型电导检测加质谱检测器(IC-MS),同样是基于离子交换色谱柱。该方法检出限为0.02ppb,并且能显著消除样品基体的影响。 EPA推荐的高氯酸根分析组件: a)对于抑制型电导法(IC) z MIC-2 万思德 IC或850谱峰思维离子色谱系统 z Metrosep Dual 4-50或Metrosep A Supp 5 100分离柱配对应保护柱; Metrosep RP Trap 1 捕获柱 b)对于抑制型电导检测加质谱检测器法(IC-MS) z MIC-2 万思德IC或850谱峰思维离子色谱系统系统加Agilent 1100 LC/MSD ESI z Metrosep A Supp 5-100 (6.1006.510)配对应保护柱(6.1006.500) 试剂:

离子色谱法测定水中的阴离子

实验五离子色谱法测定水中的阴离子 环境工程李婷婷2110921109 实验目的 1、了解离子色谱分析的基本原理及操作方法; 2、掌握离子色谱法的定性和定量分析方法。 二、实验原理 离子色谱(Ion ChromatograPhy, IC)是色谱法的一个分支,离子色谱法(IC)是利用被分离物质在离子交换树脂(固定相)上交换能力的不同,从而连续对共存多种阴离子或阳离子进行分离、定性和定量的方法。 阴阳离子的交换方程可以表示为: 阴离子交换:R+Y-+X-=R+X-+Y- 阳离子交换:R-Y++X+=R-X++Y+ 其中:R+, R-为固定相上的离子交换基团; Y+,Y-为可交换的平衡离子,例如H+,Na+或OH-,Cl-; X+,X-为组分离子。 如下图所示:

IC仪器主要测定流程: NaOH淋洗液 低客量 阴〔或阳)离子 交换树脂 咼脊里 阳C或阴?■离子 I 交换树脂* 国交换侍需日 常抚离子?样 品k阴码T 9样品小阴离f (Z)进样器 废液

测定步骤: (1)进样:水样待测离子首先与分离柱的离子交换树脂之间直接进行离子交换(即被保留在分离柱上); (2)淋洗:如用NaoH乍淋洗液分析样品中的F-、Cl-和SO42- 等,保留在分离柱上的阴离子即被淋洗液中的OH基置换并从分离柱上被洗脱。对树脂亲和力弱的待分析离子(如F-)则先于对树脂亲 和力强的待分析离子(如SO42- )被依次洗脱; (3)阻留:淋出液经过抑制柱,将来自淋洗液的背景电导抑制到最小(即去除NaOH,这样当待测离子离开抑制柱进入电导池时就有较大的可准确测量的电导信号。 (4)测定:根据依次进入电导检测器的待测离子电导率差异, 可进行定量测定。 三、实验步骤 1、过滤:用0.45 m过滤膜过滤。 目的是:去除样品中所包含的,有可能损坏仪器或者影响色谱柱/抑制器性能的成分——有机大分子;去除有可能干扰目标离子测定的成分。 2、进样: 手动进样。用针管吸取1mL 水样推进进样口。 注意:水样不要交叉污染,清洗针管 3、分析水样: 自动分析水中的氟离子、氯离子、硝酸根离子、亚硝酸根离子、磷酸根离子、硫酸根离子。 实验中注意事项: 1、查淋洗液与分离柱是否一致:是否过期(30天),是否满足当天的需要,废液

离子色谱仪的原理及操作

目前离子色谱法已经在能源、环境、冶金、电镀、半导体、水文地质等方面广泛应用,并且开始进入与生命科学有关的分析领域,我国从20世纪80年代初期引进离子色谱仪,开始了离子色谱的应用研究工作,同时也开始了仪器的研制,目前已能生产离子色谱仪,随着离子色谱技术的发展,离子色谱仪在我国的应用将日益普及。 一、工作原理及构造 离子色谱仪分析过程由进样(样品环进样)、分离(离子交换柱分离)、抑制(抑制器)、检测系统和数据系统五部分组成。 二、基本操作步骤 1、开机前的准备:打开实验室空调,根据样品的检测条件和色谱柱的条件配置所需淋洗液和再生液。 2、开机:依次打开打印机、计算机进入操作系统;打开氮气钢瓶总阀,调节钢瓶减压阀分压表指针为0.2MPa左右,再调节色谱主机上的减压表指针为5psi左右,确认离子色谱仪与及计算机数据线连接正常,打开离子色谱主机电源;点击开始、程序、Chromeleon、sever monitor、双击桌面上工作站程序、双击安装目录下离子色谱操作控制面板;操作控制面板打开后选中connected使软件与离子色谱仪联动起来,打开泵头废液阀排除泵和管路里的气泡,关闭泵头废液阀,开泵启动仪器,查看基线,待基线稳定后方可进样分析 3、样品分析:建立程序文件;建立方法文件;建立样品表文件;加样品到自动进样器或手动进样;启动样品表;若是手动进样,按系统提示逐个进样分析。 4、数据处理:建立标准曲线;打印标准曲线;打印待测样品分析报告 5、关机:关闭泵,关闭操作软件;关闭离子色谱主机电源;关闭氮气钢瓶总阀并将减压表卸压;关闭计算机、显示器和打印机电源 三、注意事项 1、以外情况处理:仪器工作中遇到突然停电时,应该立即关闭离子色谱仪主机电源开关,然后关闭计算机、显示器和打印机电源 2、维护和保养:保持泵头无气泡,每周至少开一次机,若长时间未开机,请在开泵之前排除泵头气泡(先逆时针旋松泵头废液阀排气泡,观察管路,无气泡后拧紧泵头废液阀,但不要过紧。) 3、系统更换 将原系统卸下后,原来接柱的地方用黑色两通接头链接,将淋洗液瓶盖管路放入盛有去离子水的容器中,开泵冲洗,用PH试纸检测流出的废液至中性,关泵再将淋洗液瓶盖管路放入所要更换的淋洗液瓶中,开泵冲洗,用PH试纸检测流出的废液至该淋洗液的酸碱性,最后关泵,卸去刚才所接的两通管,将所需要更换的系统按其指示标签及管路标签正确连接。 4、样品处理 含有强氧化性物质、油性水不溶物、高浓度有机溶剂等的样品不宜进样分析,尽量避免样品中的水不溶物进入柱子导致柱头堵塞或柱效能下降,应使用滤膜除去杂质,最好再使用C28预处理小柱除去有机物,以延长柱子的使用寿命。

离子色谱操作教程

离子色谱操作教程

离子色谱操作程序 一、准备工作: ?去离子水:必须准备足量的去离子水 ?淋洗液:配制好要用的淋洗液 ?配制标准溶液:提前准备好预分析离子的标准溶液(均用去离子水配制) ?样品:进样前要用0.45 m的过滤膜过滤 ?检查淋洗液的液面高度,不应低于200ml 二、开关机: 1、开机: ?打开N2保护气,调钢瓶分压在0.1-0.2Mpa之间,淋洗液前仪器压力表3-6psi 之间; ?打开IC、PC电源开关;打开仪器软件开关、开泵; ?开泵稳定一段时间后压力大于1000psi后打开抑制器; ?检验仪器是否正常:压力1300-1500psi以下,一般阳离子1140-1160psi之间,阴离子在1140-1180之间;系统压力的波动应小于±10psi;阴离子的背景电导应低于20μS;阳离子的背景电导应低于10μS;内部无泄漏;抑制器、废液出口有连续气泡,泵出口无气泡 2、关机: ?关抑制器 ?关泵 ?关软件 ?关保护气 ?关电源

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?击“OK”,点击“下一步”,确认泵的工作方式(isocratic)、淋洗液通道%A、高/低压极限(设为0-3000psi)和流速是否正确,点击“下一步”。选择手动进样“manual”,进样时间设为30s ?将acquisition time调整至0-18min,点击“下一步”,确认以下参数:采样频率(5Hz),自动调零“Yes”池温柱温均为“35℃”选择抑制器类型,输入淋洗液浓度,电流为推荐值,点击“下一步” ?选择“review the program in a new window”,点击“完成” ?在程序的第一行添加一下提示信息:message “请进样”,删除“0.000”的“inject”(注意:绿色字体为注释信息,不起作用) ?存盘退出(推荐存入独立的“program”子目录中) 2、建立方法文件(mothed file) ?依次点击file和new,选择method file ?依次点击file 和save as,存盘退出(推荐存入独立的“method”子目录中) 3、建立样品表(sequence)

离子色谱法测水中阴离子

离子色谱法测水中阴离子 指导老师:郭文英 实验人:王壮 同组实验:余晓波 实验时间:2016.3.21 一. 实验目的 1. 掌握离子色谱法分析的基本原理。 2. 掌握常见阴离子的测定方法。 3. 掌握离子色谱的定性和定量分析方法 二.实验原理 离子色谱法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离解的离子。当样品加入离子交换树脂后,用适当的溶液洗脱,样品离子即与树脂上能离解的离子进行交换,并且连续进行可逆交换分配,最后达到 平衡。不同阴离子(32,,,F Cl NO NO ---- 等)与阴离子树脂之间亲和力不同,其在 交换柱上的保留时间不同,从而达到分离的目的。根据离子色谱峰的峰高或峰面积可对样品中的阴离子进行定性和定量分析。离子色谱法应用电导检测器。 三.仪器与试剂 仪器:离子色谱仪;阴离子分析色谱柱;阴离子分析色谱保护柱;超声波发生器;真空过滤装置;注射器 试剂:20ppm 、30ppm 、40ppm 、50ppm Cl -和3NO -标准溶液、未知样。 五.实验内容 1. 打开电脑,打开power ,后打开IC 软件,等power 灯不闪后,就可以使用了。 2. 按下列条件设置仪器参数:淋洗液流量为0.8mL/min ;数据采集时间为10min ,设置完后扫基线。 3. 阴离子的定性分析:分别吸取0.5mL 各浓度的标准溶液,进样,记录保留时间 4. 测定未知水样。取0.5mL 未知样按同样实验进样,记录保留时间。

表1. 不同浓度F-保留时间和出峰面积 表2.不同浓度Cl-保留时间和出峰面积 表3. 不同浓度 NO-保留时间和出峰面积 3 对不同浓度的标准样品所测得的保留时间和出峰面积绘制标准工作曲线:

离子色谱操作规程

谱图处理总过程 谱图处理 一、阴离子谱图处理方法 1.禁止判峰、峰分离 在菜单中点击、分别(此操作防止所测的物质的峰超出显示范围漏处理,在峰比较小时要放大峰到合适量程使显示更明显),在菜单中点击命令,处理后图如下: 然后在谱图的最左端单击鼠标左键,选择“禁止判峰”命令,在第一个离 子峰起点前单击鼠标左键,选择“峰分离”,处理后图如下: 调节中”中“最小峰面积”(默认值为100,可在100,1000,10000,100000这几个数值变化),即可消

除峰面积低于设定值的杂峰;若仍不能消除,可通过工具栏按钮对相应的杂峰进行消除。 处理后图如下: 2.点击工作站窗口把各组分按照出峰顺序的先后输入到 下,在窗口下把各组分的准确浓度输入到下,注意:测定样品不需要填浓度,如下图所示: 3.确保除了离子峰之外没有其他杂峰,完成第二步之后点击 按钮,在下面出现的对话框选择确定: 套峰时间自动填写并且所填组分名称在谱图中横坐标中对应的峰下面显示。 组分名称显示在对应峰的下面 以蓝色竖线表示该名称的位 置可以鼠标左键拖动

4.单击“定量方法”,选择“计算校正因子(标准样品) ”(标准样品计算时采用的唯一方法),点击“定量计算”后存盘。单击“定量结果”表查看数据(如下表)。 二、阳离子色谱图处理方法 1.负峰倒转 在第一个离子出峰的位置的前端点右键选择,如下图所示: 在最后一个离子出峰末端点右键选择,如下图所示:

点击鼠标左键确定后,谱图如下所示: 点击状态栏“再处理”命令,谱图如下所示: 2. 按照阴离子谱图处理方法再处理谱图。

工作曲线的绘制 一.首先配置一系列不同浓度的标准样品如A1-A5(至少四个点),其浓度视情况而定。 二.当不同浓度的标准样品谱图跑完之后按谱图处理方法处理谱图,注意定量组份表中浓度不要输错。 三.绘制工作曲线: 点击可以查看谱图相关数据, 点击命令,会出现 或窗口, ①若出现,点击清档中的命令,然后点击 命令,清档之后,点击,这样我们所做的谱图就存入了标准数据;

离子色谱分析方法通则

离子色谱分析方法通则 离子色谱分析方法通则 1 范围 本标准规定了离子色谱法对仪器的要求和分析方法。所用仪器应具备输液泵、离子交换色谱柱、抑制器以及检测器(电导检测器、安培检测器、吸光度检测器或者其中任一种检测器)等。系统中应含完成分析任务所必需的附件—色谱工作站或积分仪等。 本标准适用于多种阴离子、阳离子、有机酸、糖类的测定。 2. 引用标准 GB 1.4-88 标准化工作导则化学分析方法标准编写规定 GB 3102.8-93 物理化学和分子物理学的量和单位 3 定义 3.1 电导conductance 电阻的倒数称为电导,单位为西门子,符号是S。它的导出单位为微西门子,符号是 口So 1S=106(i So 3.2 电导率conductivity 25°C时,一立方厘米液体的电阻的倒数,以Q 1 ? cm1或S/cm表示。 3.3 抑制电导检测suppressed conductance detection 在分离柱后,采用离子交换膜或离子交换柱将淋洗液中的淋洗离子转变为弱酸、弱碱或水,使淋洗液的背景电导降低,同时提高检测灵敏度的方法称为抑制电导检测。 3.4 分辨率(分离度) resolution 评价色谱柱对相邻双峰分离情况的指示:分峰的分离情 况。分辨率按 式中R —相邻两组分峰的分辨率 tR1 ——组分1 的保留时间 tR2 ——组分2 的保留时间

W1 ——组分1 的峰底宽度 W2 ——组分1 的峰底宽度 4 方法原理 不同的色谱柱中装填有不同类型的离子交换树脂。离子交换树脂上的活性交换基团能与样品中的离子及流动相中的淋洗离子发生离子交换作用。此种交换作用又因不同离子与树脂上的活性交换基团之间的静电力或亲和力存在差异,与树脂静电力或亲和力大的离子易被保留而难于被洗脱,静电力或亲和力小的离子则易于洗脱。随着淋洗液的流动,样品中的离子与树脂上的交换基团不断地发生交换—洗脱—再交换—再洗脱,最终被淋洗液带到检测器中形成高斯分布型色谱峰。在一定的色谱条件下组分峰的流出时间即保留时间固定,以此作为组分离子的定性依据。在一定的浓度范围内组分的峰面积(或峰高)正比于组分的浓度,积分仪拾得此信号给出组分的定量结果。 图 1 分辨率示意图 5 试剂和材料 5.1 配制淋洗液、再生液的试剂纯度应是分析纯(A.R)或分析纯以上试剂。 5.2 去离子水应满足以下要求: 5.2.1 电导率: 5.2.2 配制淋洗液前,去离子水应脱气5min 。 5.3 淋洗液、再生液、柱后衍生剂 5.3.1 淋洗液 5.3.1.1 1.8mmol/L , Na2CO3及1.7mmol/L NaHC03淋洗液:0.19g 无水Na2CO3和 0.14g NaHCO3溶于少量去离子水中,稀释至1000ml。用于阴离子分离。 5.3.1.2 15mmol/L Na2B4O7 : 7.6g 四硼酸钠(Na2B4O7- 10H2O溶解于去离子水中,稀释至1000ml。用于阴离子分离。 5.3.1.3 30mmol/L HCl :以去离子水稀释30ml 1mol/L HCl 于1000ml 容量瓶中。用于分离 Li+ 、Na+、NH4+、K+。 5.3.1.4 1mmol/L 乙二胺硝酸盐:60mg乙二胺(NH2CH2CH2NH溶于约950ml去离子水中,在酸度计上以3mol/L的硝酸调整该溶液的PH=4.8。最后定容到1000ml。用于分离Mg2+、Ca2+。 5.3.1.5 50mmol/L H2C2O4 及95mmol/L LiOH 淋洗液: 6.3g 乙二酸(草酸 H2C2O4 H2O), 4.0g氢氧化锂(LiOH - H2O溶解于去离子水中,稀释至1000ml。用于Cu2+、

离子色谱法

一、离子色谱(IC)基本原理 离子色谱是高效液相色谱(HPLC)的一种,其分离原理也是通过流动相和固定相之间的相互作用,使流动相中的不同组分在两相中重新分配,使各组分在分离柱中的滞留时间有所区别,从而达到分离的目的。 二、离子色谱仪的结构 离子色谱仪一般由四部分组成,即输送系统、分离系统、检测系统、和数据处理系统。输送系统由淋洗液槽、输液泵、进样阀等组成;分离系统主要是指色谱柱;检测系统(如果是电导检测器)由抑制柱和电导检测器组成。 离子色谱的检测器主要有两种:一种是电化学检测器,一种是光化学检测器。电化学检测器包括电导、直流安培、脉冲安培、和积分安培;光化学检测器包括紫外-可见和荧光。电导检测器是IC的主要检测器,主要分为抑制型和非抑制型(也称为单柱型)两种。抑制器能够显著提高电导检测器的灵敏度和选择性,其发展经历了四个阶段,从最早的树脂填充的抑制器到纤维膜抑制器,平板微膜抑制器和先进的只加水的高抑制容量的电解和微膜结合的自动连续工作的抑制器。 三、离子色谱基本理论 离子色谱主要有三种分离方式:离子交换离子排斥和反相离子对。这三种分离方式的柱填料树脂骨架基本上都是苯乙烯/二乙烯苯的共聚物,但是树脂的离子交换容量各不相同,以下就主要介绍离子交换色谱的分离机理。 在离子色谱中应用最广的柱填料是由苯乙烯-二乙烯基苯共聚物制得的离子交换树脂。这类树脂的基球是用一定比例的苯乙烯和二乙烯基苯在过氧化苯酰等引发剂存在下,通过悬浮物聚合制成共聚物小珠粒。其中二乙烯基苯是交联剂,使共聚物称为体型高分子。

典型的离子交换剂由三个重要部分组成:不溶性的基质,它可以是有机的,也可以是无机的;固定的离子部位,它或者附着在基质上,或者就是基质的整体部分;与这些固定部位相结合的等量的带相反电荷离子。附着上去的集团常被称作官能团。结合上去的离子被称作对离子,当对离子与溶液中含有相同电荷的离子接触时,能够发生交换。正是后者这一性质,才给这些材料起了“离子交换剂”这个名字。 离子交换法的分离基理是离子交换,用于亲水性阴、阳离子的分离。阳离子分离柱使用薄壳型树脂,树脂基核为苯乙烯/二乙烯基苯的共聚物,核的表面是磺化层,磺酸基以共价键与树脂基核共聚物相连;阴离子分离柱使用的填料也是苯乙烯/二乙烯基苯的共聚物,核外是磺化层,它提供了一个与外界阴离子交换层以离子离子键结合的表面,磺化层外是流动均匀的单层季铵化阴离子胶乳微粒,这些胶乳微粒提供了树脂分离阴离子的能力,其分离基理基于流动相和固定相(树脂)阳离子位置之间的离子交换。 淋洗液中阴离子和样品中的阴离子争夺树脂上的交换位置,淋洗液中含有一定量的与树脂的离子电荷相反的平衡离子。在标准的阴离子色谱中,这种平衡离子是CO 32-和HCO 3-;在标准的阴离子色谱中,这种平衡离子是H +。离子交换进行的过程中,由于流动相可以连续地提供与固定相表面电荷相反的平衡离子,这种平衡离子与树脂以离子对的形式处于平衡状态,保持体系的离子电荷平衡。随着样品离子与连续离子(即淋洗离子)的交换,当样品离子与树脂上的离子成对时,样品离子由于库仑力的作用会有一个短暂的停留。不同的样品离子与树脂固定相电荷之间的库仑力(即亲和力)不同,因此,样品离子在分离柱中从上向下移动的速度也不同。样品阴离子A -与树脂的离子交换平衡可以用下式表示: 阴离子交换 A - +(淋洗离子)-+NR 4-R = A -+NR 4-R + (淋洗离子) 对于样品中的阳离子,树脂交换平衡如下(H +为淋洗离子): 阳离子交换 C + + H +-O 3S-R = C +-O 3S-R + H + 在阴离子交换平衡中,如果淋洗离子是HCO 3-,可以用下式表示阴离子交换平衡: [][][][]4 33 4NH CO H A HCO NR A K + ---+-= K 是选择性系数。K 值越大,说明样品离子的保留时间越常。选择性系数是电荷、离子半径、系统淋洗液种类和树脂种类的函数。 离子半径 样品离子的价数越高,对离子交换树脂的亲和力越大。因此,在一般的情况下,保留时间随离子电荷数的增加而增加。也就是说,淋洗三价离子需要采用高离子强度的淋洗液,二价离子可以用较低浓度的淋洗液,而低于一价离子,所需淋洗液浓度更低。 离子半径

ICS-1500型离子色谱仪操作规程

ICS-1500型离子色谱仪操作规程 1.目的 规范ICS-1500型离子色谱仪操作程序,正确使用仪器,保证检测工作顺利进行、 操作人员人身安全和设备安全。 2.适用范围 适用于ICS-1500型离子色谱仪的使用操作。 3.职责 3.1 ICS-1500型离子色谱仪操作人员应严格按照本规程操作仪器,对仪器进行日常 维护,并填好使用记录。 3.2 ICS-1500型离子色谱仪保管人员负责监督仪器操作是否符合规程,对仪器进行 定期维护、保养。 3.3室主任负责仪器综合管理。 4.操作程序 4.1 开机 4.1.1 确认淋洗液的储量是否满足需要,即测完样后剩余量≥200ml。 4.1.2 若仪器超过一周以上未使用,需要活化抑制器。即分别从抑制器的Eluent out 和Regin in两个孔注入5ml以上的超纯水。 4.1.3开启氮气瓶总开关,分压表调至0.3MPa左右,淋洗液瓶上减压阀调至3-6psi。 4.1.4打开稳压电源开关,待稳压电源稳定后,再打开仪器电源开关电脑开关。 4.1.5启动电脑。 4.2 启动变色龙软件 双击桌面上“变色龙软件”快捷键进入工作站,进入仪器的“控制面板”。 4.3 运行前的准备工作 4.3.1在左右方框中上边的“联接”前打“√”,使软件与仪器之间建立起联接。若已经 打上“√”,则不需要重新打“√”。 4.3.2 反时针旋松右泵头上的快速冲洗阀(约拧松2圈左右),用10ml注射器或小烧 杯来接废液,再点击控制面板左下方“淋洗阀开关”模块下的的“打开”键,排除管 路中存在的气泡,约排除2注射器废液,管路气泡排除完毕,旋紧右泵头快速冲 洗阀,注意不要拧得太紧,防止损坏密封圈。 4.3.3反时针旋松左泵头上的快速冲洗阀(约拧松2圈左右),点击控制面板中左模块 中的“开泵”,排除泵头里残留的气泡。约20秒左右等泵头气泡排完后,旋紧左泵

水质二氯乙酸三氯乙酸离子色谱法地方标准编制说明

教育行业标准《圆二色光谱方法通则》(征求意见稿) 编制说明 受国家计量认证高校评审组、高校分析测试中心研究会委托,本标准修订编写建议稿由上海交通大学分析测试中心作为主持修订单位,南京师范大学分析测试中心、江南大学分析测试中心为辅助修订单位,扬州大学分析测试中心为参与修订单位一起完成。在修订稿编写的过程中,四位老师查阅了大量的资料,进行了充分的调查研究和讨论,并严格按照GB/T1.1《标准化工作导则第一部分:标准的结构和编写规则》和其它有关规定执行。在标准修订过程中,还得到了英国应用光物理公司、华洋科仪公司、日本JASCO公司的应用专家们的大力支持。 1 参考国内标准情况 在原《JY/T 026圆二色光谱方法通则》的基础上,参考了国内标准编写、实验室用水、紫外以及圆二色相关的标准和规程,列表如下: [1] GB/T 1.1-2009 标准化工作导则第1部分:标准的结构和编写 [2] GB/T 20001.4-2009 标准编写规则第4部分:化学分析方法 [3] GB/T 6682-2008 分析实验室用水规格和试验方法 [4] GB/T 9721-2006 化学试剂分子吸收分光光度法通则(紫外和可见光部分) [5] GB/T 26813-2011 双光束紫外可见分光光度计 [6] GB/T 26798-2011 单光束紫外可见分光光度计 [7] 中华人民共和国药典2015版二部 [8] JJG 026-1996 圆二色谱仪检定规程(待修订) 2 主要制定过程 2015.6.24,成立修订单位的工作组,组长王瑞斌,组员张林群、张银志、胡茂志、侯静文,评审专家朱邦尚;组建了圆二色通则修订QQ讨论组。 2015.6.24,高校通则标准修订培训班开班,各成员参加标准制订和修订规范化培训。会后CDS工作组召开第一次会议,根据培训内容对CDS标准修订中面临的问题进行讨论,制定初步标准修改计划方案。组内成员分工,共同开始修订工作。 2015年6月25日-7月1日,期间组长多次组织网上讨论和邮件沟通,进行先期的沟通和交流,并查阅相关标准和书籍、文献资料,提出通则修改意见和建议。 2015.7.1-8.21,明确制定标准修订计划和方案。工作组严格按照GB/T1.1《标准化工作导则第一部分:标准的结构和编写规则》,在调查研究和组内意见的基础上,对圆二色通则进行仔细修订,形成修订初稿。 2015年8月22日-9月9日,工作组以邮件和qq方式对《圆二色光谱方法通则》第一稿进行了多次的讨论和修改,并邀请英国应用光物理以及华洋公司的技术专家对第一稿进行了修改。

离子色谱仪原理及操作

离子色谱仪原理及操作 离子色谱仪的原理: 分离的原理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溶质离子之间进行的可逆交换和分析物溶质对交换剂亲和力的差别而被分离。适用于亲水性阴、阳离子的分离。例如几个阴离子的分离,样品溶液进样之后,首先与分析柱的离子交换位置之间直接进行离子交换(即被保留在柱上),如用NaOH作淋洗液分析样品中的F-、Cl-和SO42-,保留在柱上的阴离子即被淋洗液中的OH-基置换并从柱上被洗脱。对树脂亲和力弱的分析物离子先于对树脂亲和力强的分析物离子依次被洗脱,这就是离子色谱分离过程,淋出液经过化学抑制器,将来自淋洗液的背景电导抑制到最小,这样当被分析物离开进入电导池时就有较大的可准确测量的电导信号。 操作: 一、工作原理及构造 离子色谱仪分析过程由进样(样品环进样)、分离(离子交换柱分离)、抑制(抑制器)、检测系统和数据系统五部分组成。 二、基本操作步骤 1、开机前的准备:打开实验室空调,根据样品的检测条件和色谱柱的条件配置所需淋洗液和再生液。 2、开机:依次打开打印机、计算机进入操作系统;打开氮气钢瓶总阀,调节钢瓶减压阀分压表指针为0.2MPa左右,再调节色

谱主机上的减压表指针为5psi左右,确认离子色谱仪与及计算机数据线连接正常,打开离子色谱主机电源;点击开始、程序、Chromeleon、sever monitor、双击桌面上工作站程序、双击安装目录下离子色谱操作控制面板;操作控制面板打开后选中connected使软件与离子色谱仪联动起来,打开泵头废液阀排除泵和管路里的气泡,关闭泵头废液阀,开泵启动仪器,查看基线,待基线稳定后方可进样分析 3、样品分析:建立程序文件;建立方法文件;建立样品表文件;加样品到自动进样器或手动进样;启动样品表;若是手动进样,按系统提示逐个进样分析。 4、数据处理:建立标准曲线;打印标准曲线;打印待测样品分析报告 5、关机:关闭泵,关闭操作软件;关闭离子色谱主机电源;关闭氮气钢瓶总阀并将减压表卸压;关闭计算机、显示器和打印机电源 三、注意事项 1、以外情况处理:仪器工作中遇到突然停电时,应该立即关闭离子色谱仪主机电源开关,然后关闭计算机、显示器和打印机电源 2、维护和保养:保持泵头无气泡,每周至少开一次机,若长时间未开机,请在开泵之前排除泵头气泡(先逆时针旋松泵头废液阀排气泡,观察管路,无气泡后拧紧泵头废液阀,但不要过紧。) 3、系统更换

PIC-10A离子色谱操作规程

PIC-10A离子色谱仪 操作作业指导书 阴离子: 一、淋洗液 浓度:1.92 mmol/L碳酸钠与1.80 mmol/L碳酸氢钠混合溶液。配置方法:使用时称取 0.2035 g 碳酸钠和 0.1512 g 碳酸氢钠,用Ⅰ级水溶解后转入 1000mL 容量瓶,定容,混匀。 二、开机 1、将滤头放入淋洗液中,依次打开离子色谱泵、主机和电脑; 2、打开千谱软件,单击“控制面板”,单击“连接”按钮,选择“ 2 ”档;选择“泵1”,流量设为 1.3 mL/min,单击“启动”,观察废液管液体是否正常排出; 3、约 30 分钟后,淋洗液流动正常并充满抑制器,选择“电导检测器1”,将电流设置为“ 50 ”; 4、选中电流黑点看是否真正加上电流,待档位电压稳定在(负 50 以内),方可进样。 三、样品测定 1、进样步骤: ①、将进样阀扳至“进样”; ②、用进样针吸取少量溶液,润洗针管;吸取约 2 mL样品(排

去空气),缓缓注射进六通阀; ③、进样后点击“输出调零”按钮,使“调零mV ”值在“ -10—10 ”之间,将进样阀扳至“分析”,待谱图跑完后扳回“进样”位置,进样结束; 2、进样前先进一针Ⅰ级水,待基线跑平后再进待测样品; 3、每次进样后再进一针Ⅰ级水清洗,无本底后则可继续进样。 四、谱图处理 1、标准曲线 ①打开待处理标准点谱图; ②在“谱图参数”中点击满屏时间和满屏量程的“满屏”按钮; ③点击“谱图处理”,先“清表”,在谱图的起始点附近点击右键,选择生成菜单中的“自动生成谱图处理表项”中的“开始禁止判峰(删除起点)”;在水负峰后半段点击右键,选择生成的菜单中的“自动生成谱图处理表项”中的“开始峰分离处理(谷点改终点)”; ④删除不需要的峰; ⑤点击“定量组分”,先“清表”,再填写“组分名称”和“浓度”,单击“自动填写定量组分表中的时间”; ⑥点击“定量方法”,选择“计算校正因子”; ⑦点击“定量结果”,单击工具栏中的“计算”,确保每种离子的校正因子都已经计算出来后,保存谱图,并且单击“当前表

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