11.离子色谱仪测定阴离子含量

实验目的： 了解离子交换色谱的原理以及离子色谱仪的构造； 学习离子色谱仪的基本操作； 掌握利用离子色谱仪进行定量分析的方法。

离子色谱的相关介绍（五个方面） 实验内容

一.离子色谱简介 包括：定义、分析对象、分离方式、检测方式

定义 利用色谱技术测定离子态物质的方法 色谱 : 用于分析的一种分离技术 气相色谱 (气－固分离，流动相为载气) 色谱 : 用于分析的一种分离技术 气相色谱 (气－固分离，流动相为载气) 液相色谱 (液－固分离，流动相为液体) ＨＰＬＣ (主要分离非极性的有机化合物) ＩＣ (主要分离极性和部分弱极性的化合物) 离子态物质 : 在水溶液中电离，具有 + 或 – 电荷的 元素 阴离子　：　Ｃｌ－，ＮＯ2－，ＳＯ４２－，ＣｒＯ４２－ 阳离子　：　Ｎａ＋，ＮＨ４＋，Ｃａ２＋，Ｆｅ３＋ 有机化合物：有机酸、有机碱等

生物物质 有机磷化合物、氨基酸、肽、核酸、核甙酸、蛋白 质、 碱基、抗生素 离子色谱分析的对象物质 离子类别 主要离子种类 无机阴离子 卤素及简单阴离子、酸根阴离子、阳离子的配阴离子 无机阳离子 碱金属、铵离子、碱土金属、过渡金属、稀土元素 有机阴离子 有机酸、烷基硫酸、烷基磺酸、磷酸、多聚磷酸 有机阳离子 胺、醇胺、铵盐、吡啶、生物碱、锍盐 天然有机物 糖、醇、酚、醛、维生素 生物物质 有机磷化合物、氨基酸、肽、核酸、核甙酸、蛋白 质、 碱基、抗生素

离子交换 ： 离子价态和离子半径 离子交换色谱（HPLC）—基于流动相和固定相上的 离子交换基团之间发生的离子交换过程。 离子色谱的分离方式 离子交换 ： 离子价态和离子半径 离子交换色谱（HPLC）—基于流动相和固定相上的 离子交换基团之间发生的离子交换过程。 离子排斥——离子排斥色谱（Donnan排斥、空间排阻和吸附） 离子对 ——离子对色谱（吸附） 其他分离方式：离子抑制、反相

离子色谱的检测方式 电导（电导法） 电化学(安培法) 紫外－可见光度法 荧光法 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 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

二、离子色谱仪结构介绍

离子色谱系统构成 淋洗淮贮存罐 抑制器装置 淋洗液输送 泵 抑制电导检测 电导池 样品注射 保护柱 数据采集和仪器控制 色谱工作站 离子交换分离 分析柱 11811-02

ICS2000内部结构图 淋洗液阀 泄漏传感器 泵头 压力传感器 进样阀 柱温箱(可选件) 抑制器 电导池 第二抑制器安装架 屏幕亮度调节旋钮 管路卡槽

ICS-2000流路图

离子色谱的基本构成 样品进样 ： 样品环进样 分离 ：　 离子交换分离 检测 ：　 电导检测（抑制型）

定量环进样 装样 开始分析 废液 样品 淋洗液 至分离柱 （ＬＯＡＤ） 进样阀 （ＩＮＪＥＣＴ） 淋洗液 废液 样品 至分离柱 样品环

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

抑制器的作用 废液 (700μS) NaF,NaCl,NaNO3 Na2HPO4,Na2SO4 NaF NaCl NaNO3 Na2HPO4 Back Ground： Na2CO3 / NaHCO3 (700μS) NaF,NaCl,NaNO3 Na2HPO4,Na2SO4 ～ Retention time Conductivity NaF NaCl NaNO3 Na2HPO4 Na2SO4 Back Ground： Na2CO3 / NaHCO3 (700μS) ～ Retention time Conductivity 废液 HF HCl HNO3 H3PO4 H2SO4 Retention time Back Ground： H2CO3 (15μS) Conductivity

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 至检测池 电极 检测池 溶液

三、离子交换色谱分离机理 色谱分离 离子交换分离机理 抑制器工作原理

色谱分离 慢 中等 快 淋洗液 临时性 过程

离子交换分离机理 临时过程 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＣＯ３２－ ＨＣＯ３－ ＳＯ４２－ ＣＯ３２－ ＨＣＯ３－ ＣＯ３２－ ＨＣＯ３－ Ｃｌ－ ＋ 临时过程 ＣＯ３２－ ＳＯ４２－ ＣＯ３２－ ＨＣＯ３－ ＣＯ３２－ Ｃｌ－ ＨＣＯ３－ ＨＣＯ３－ Ｃｌ－ ＨＣＯ３－ ＨＣＯ３－ ＣＯ３２－ ＣＯ３２－ ＳＯ４２－ ＣＯ３２－ ＨＣＯ３－ Ｃｌ－ ＋ ＣＯ３２－ ＳＯ４２－ ＣＯ３２－ ＨＣＯ３－ ＋ ＣＯ３２－ ＣＯ３２－ ＳＯ４２－ ＨＣＯ３－ ＨＣＯ３－ ＨＣＯ３－ Ｃｌ－

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 阳离子交换膜 至检测器 阳离子交换膜 H+ + OH- 废液 纯水或来自检 测器的流体 X-: 样品中的阴离子 Y+: 样品中的阳离子 废液 电极 （＋） H+ + O2 H2O H2 + OH- H+ H+ K+OH- , H2 H2O , O2 H2O 阳离子交换膜 K+ Y+ X- OH- (样品, 淋洗液) H+ + OH- H+ + X- 至检测器 H2O H+X- K+ Y+ Y+ Na+ 阳离子交换膜 OH- H2O 电极 （－）

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 阴离子交换膜 阴离子交换膜 H+ + OH- 至检测器 纯水或来自检测器的液体 废液 / 气体 X-: 样品中的阴离子 Y+: 样品中的阳离子 电极 （＋） OH- MSA- SO42- X- H+ H+ + O2 H2O H2 + OH- H+ MSA- , O2 H2O, H2 H2O 阴离子交换膜 MSA- SO42- X- H2O SO42- Y+ X- H+ MSA- (样品e, 淋洗液） H+ + OH- Y+ + OH- 至检测器 H2O Y+OH- 阴离子交换膜 OH- 废液 H2O 电极 （－）

四、 离子色谱分析条件的选择 1.影响保留时间的参数：离子的性质 2.固定相的选择 3.流动相的选择

五、离子色谱的应用

离子色谱的应用 应用领域 主 要 应 用 对 象 环境 大气成分（粉尘、颗粒物、雾、酸气）、酸雨、 水质分析、空气水质自动检测 应用领域 主 要 应 用 对 象 环境 大气成分（粉尘、颗粒物、雾、酸气）、酸雨、 水质分析、空气水质自动检测 食品 生鲜、果菜、酒、饮料、纯净水分析、酿造过程监控 农业 农药、肥料、土壤、饲料、粮食、植物分析 生物医学 血液、尿、输液成分、临床检查、人体微量元素分析 制药 植物药材、矿物药成分、制剂成分分析 材料 金属材料、半导体材料、表面处理、超纯水分析 工业 原料分析、产品质量控制、电解电镀液解析、造纸 化工 原料和产品分析、反应过程监控 日化 化妆品、洗涤剂、清洁剂、原料和产品成分分析

实验内容 标准溶液的配置 样品的准备（0.22um或0.45um滤膜） 仪器的操作练习及数据处理 实验报告的书写