11.离子色谱仪测定阴离子含量.

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1 11.离子色谱仪测定阴离子含量

2 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。

3 离子色谱的相关介绍（五个方面） 实验内容

4 一.离子色谱简介 包括：定义、分析对象、分离方式、检测方式

5 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

6 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

7 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

8 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

9 二、离子色谱仪结构介绍

10 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

11 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

12 ICS-2000流路图

13 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）

14 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

15 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

16 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

17 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

18 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

19 色谱分离 慢 中等 快 淋洗液 临时性 过程

20 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－

21 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 （－）

22 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 （－）

23 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

24 五、离子色谱的应用

25 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

26 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