离子色谱(IC).课件

1、 离子色谱离子色谱(ion chromatography)(ion chromatography)是高效液相是高效液相色谱的一种，是分析离子的一种液相色谱方法色谱的一种，是分析离子的一种液相色谱方法根据分离机理，离子色谱可分为高效离子交换色根据分离机理，离子色谱可分为高效离子交换色谱（谱（HPLCHPLC），离子排斥色谱（），离子排斥色谱（HPIECHPIEC）和离子对）和离子对色谱（色谱（MPICMPIC） 离子色谱主要是利用离子交换基团之间离子色谱主要是利用离子交换基团之间的交换，也即利用离子之间对离子交换树脂的交换，也即利用离子之间对离子交换树脂的亲和力差异而进行分离的亲和力差异而进行分

2、离离子交换色谱柱离子交换色谱柱的填料是阴，阳离子交换树脂，是在有机高的填料是阴，阳离子交换树脂，是在有机高聚物或硅胶上接枝有机季铵或磺酸基团聚物或硅胶上接枝有机季铵或磺酸基团常常用的检测器是电导检测器用的检测器是电导检测器离子色谱主要用离子色谱主要用于阴阳离子和有机物的分析，特别是阴离子于阴阳离子和有机物的分析，特别是阴离子的分析的分析. .离子交换剂是离子色谱中应用最广泛的固离子交换剂是离子色谱中应用最广泛的固定相定相, ,它们是一类带有离子交换功能基的固体它们是一类带有离子交换功能基的固体颗粒颗粒. .其结构为在交联的高分子骨架上结合可其结构为在交联的高分子骨架上结合可解离的无机基团解离的

3、无机基团. .在离子交换过程中在离子交换过程中, ,离子交换离子交换剂的本体结构不发生明显的变化剂的本体结构不发生明显的变化, ,仅是带有的仅是带有的离子与外界相同电性的离子发生离子交换离子与外界相同电性的离子发生离子交换. .以苯乙烯以苯乙烯- -二乙烯基苯共聚物为本体制成二乙烯基苯共聚物为本体制成带有磺酸基团的强酸型阳离子交换树脂带有磺酸基团的强酸型阳离子交换树脂, ,用于用于分离阳离子分离阳离子; ;以同样的本体接上季铵基团分离以同样的本体接上季铵基团分离阴离子阴离子. .离子交换剂可在离子交换剂可在pH=114pH=114的范围内工的范围内工作作l快速快速 方便方便l灵敏度高灵敏度高l

4、选择性好选择性好l可同时分析多种离子化合物可同时分析多种离子化合物l流动相传送部分流动相传送部分l分离柱分离柱l检测器检测器l数据处理系统数据处理系统l离子电荷离子电荷: :离子的价数越高离子的价数越高, ,对离子交换对离子交换树脂的亲和力越大树脂的亲和力越大. .l离子半径离子半径: :电荷数相同的离子电荷数相同的离子, ,离子半径离子半径越大越大( (越易极化越易极化),),对离子交换树脂的亲和对离子交换树脂的亲和力也越大力也越大. .l树脂的种类树脂的种类: :亲水性树脂亲水性树脂, ,疏水性树脂对疏水性树脂对离子的洗脱顺序有影响离子的洗脱顺序有影响. .l淋洗液淋洗液 样品离子和淋洗离

5、子必须有相样品离子和淋洗离子必须有相近的亲和力近的亲和力, ,以便于分离和洗脱以便于分离和洗脱. .在双柱离子色谱中在双柱离子色谱中, ,常用的淋洗液常用的淋洗液是氢氧化物是氢氧化物, ,硼酸盐硼酸盐, ,碳酸盐等碳酸盐等. .用用不同的淋洗液有不同的选择性不同的淋洗液有不同的选择性. . 淋洗液的浓度提高时淋洗液的浓度提高时, ,所有被测离子的保留所有被测离子的保留时间都缩短时间都缩短.pH.pH值变化时将影响多价离子的离值变化时将影响多价离子的离子价态子价态, ,从而影响多价离子的洗脱顺序从而影响多价离子的洗脱顺序. . 当被测离子的电荷数相同而淋洗液浓度改当被测离子的电荷数相同而淋洗液浓

6、度改变时变时, ,选择性不变选择性不变; ;当被测离子的电荷数不同而当被测离子的电荷数不同而淋洗液浓度改变时淋洗液浓度改变时, ,选择性明显改变选择性明显改变. .若淋洗液若淋洗液离子为一价离子为一价, ,其浓度增加时其浓度增加时, ,一价离子保留时间一价离子保留时间缩短得多缩短得多, ,而三价离子的保留时间缩短得少而三价离子的保留时间缩短得少, ,从从而使二者的分离度明显改善而使二者的分离度明显改善. .淋洗液的改进剂是用来改善选择性的淋洗液的改进剂是用来改善选择性的, ,它它一般是非离子型改进剂一般是非离子型改进剂, ,如甲醇如甲醇, ,乙腈乙腈, ,对对氰酚等氰酚等. .改进剂将影响疏水

7、离子对离子交改进剂将影响疏水离子对离子交换剂的亲和能力换剂的亲和能力, ,弱酸弱碱溶质的离子化弱酸弱碱溶质的离子化程度以及功能基团的离子化程度程度以及功能基团的离子化程度. .但不影但不影响离子交换响离子交换. .在淋洗液中加入甲醇或乙腈在淋洗液中加入甲醇或乙腈可以占据树脂的疏水位置可以占据树脂的疏水位置, ,减少疏水性离减少疏水性离子在树脂上的吸附子在树脂上的吸附, ,从而缩短这些组分的从而缩短这些组分的保留时间并改善峰形的不对称性保留时间并改善峰形的不对称性. . 标准离子色谱法的基础是抑制柱反应标准离子色谱法的基础是抑制柱反应, ,也即也即双柱离子色谱双柱离子色谱. .离子色谱通用的检测

8、器是电导离子色谱通用的检测器是电导检测器检测器, ,离子色谱淋洗液为强电解质的酸碱溶离子色谱淋洗液为强电解质的酸碱溶液液. .由于淋洗液的电导本低值高由于淋洗液的电导本低值高, ,而被测物的浓而被测物的浓度又大大小于流动相电解质的浓度度又大大小于流动相电解质的浓度, ,这样难以这样难以测量由于样品离子的存在而产生微弱电导的变测量由于样品离子的存在而产生微弱电导的变化化. .在分离柱后接上一个抑制柱在分离柱后接上一个抑制柱, ,它的作用是降它的作用是降低淋洗液本身的电导低淋洗液本身的电导, ,相应地提高被测离子的相应地提高被测离子的检测灵敏度检测灵敏度. . 以低浓度以低浓度, ,低电导率的淋洗

9、液取代强电解低电导率的淋洗液取代强电解质的淋洗液质的淋洗液, ,不需要再连接抑制柱不需要再连接抑制柱, ,而直接用而直接用电导检测器检测电导检测器检测, ,这种方法称为这种方法称为单柱离子色谱单柱离子色谱法法. .为提高信噪比为提高信噪比, ,洗脱液必须要用低电导物洗脱液必须要用低电导物质质, ,而且浓度要低而且浓度要低, ,一般为弱电解质一般为弱电解质( (有机弱酸有机弱酸或有机弱碱或有机弱碱),),固定相的离子交换容量也低固定相的离子交换容量也低, ,这这样可使被检测的离子的保留时间在合理的范样可使被检测的离子的保留时间在合理的范围之内围之内. . 单柱离子色谱法比双柱离子色谱法灵敏单柱离

10、子色谱法比双柱离子色谱法灵敏度低度低, ,但仪器操作方便但仪器操作方便, ,对泵和检测器的腐蚀对泵和检测器的腐蚀性弱性弱, ,所以应用较广所以应用较广. .l负的水峰负的水峰l金属离子金属离子l样品中的有机物样品中的有机物l淋洗液淋洗液. .在淋洗液中加入有机改良剂时，注意加在淋洗液中加入有机改良剂时，注意加入的有机溶剂比例不要太高，一般为入的有机溶剂比例不要太高，一般为同时淋洗液中酸或弱酸盐也不宜太同时淋洗液中酸或弱酸盐也不宜太高，否则会出现分层或沉淀高，否则会出现分层或沉淀. .酸性和碱性淋洗液互换前，必须用大量酸性和碱性淋洗液互换前，必须用大量去离子水冲洗整个流路，以防生成盐堵去离子水冲

11、洗整个流路，以防生成盐堵塞流路另外，酸性与碱性淋洗液直接塞流路另外，酸性与碱性淋洗液直接接触反应放热，也将会对分离柱造成损接触反应放热，也将会对分离柱造成损坏坏. .淋洗液必须过滤和脱气淋洗液必须过滤和脱气l样品溶解样品溶解离子色谱法分析水溶液更合适因离子色谱法分析水溶液更合适因此样品尽可能用水溶解，必须用酸溶解此样品尽可能用水溶解，必须用酸溶解时，随后要用大量水稀释，因为分析阴时，随后要用大量水稀释，因为分析阴离子时，酸阴离子的加入会导致分离柱离子时，酸阴离子的加入会导致分离柱超负荷超负荷l进样体积进样体积离子色谱一般用定量环定量进样，离子色谱一般用定量环定量进样，需要注意注入的溶液体积至少

12、是定量管需要注意注入的溶液体积至少是定量管的倍，否则不能代表样品的真实状的倍，否则不能代表样品的真实状况况l拖尾峰拖尾峰拖尾峰影响分离度，影响测量精度，拖尾峰影响分离度，影响测量精度，所以在分析中尽可能避免拖尾峰的出所以在分析中尽可能避免拖尾峰的出现可采取以下措施现可采取以下措施:1.:1.减少进样量或稀减少进样量或稀释样品释样品;2.;2.换用疏水性较弱的分离柱换用疏水性较弱的分离柱;3.;3.改变淋洗液的浓度改变淋洗液的浓度;4.;4.在淋洗液中加入有在淋洗液中加入有机溶剂机溶剂. .l分离柱的维护分离柱的维护. .淋洗液和样品溶液的使用（浓度和淋洗液和样品溶液的使用（浓度和pHpH值）不要超过分离柱的允许范围值）不要超过分离柱的允许范围. .