离子色谱仪的原理及应用

关于离子色谱仪的原理及应用2023/5/19第1页，课件共30页，创作于2023年2月2023/5/19根据分离机理，离子色谱可分为：离子交换色谱（重点）离子排斥色谱离子对色谱…第2页，课件共30页，创作于2023年2月2023/5/19

一.离子交换色谱法的原理

固定相：离子交换树脂，阴离子型，阳离子型流动相：酸性或碱性水溶液基本原理：利用不同待测离子对固定相的离子交换能力的差别来实现分离。待测离子与离子交换树脂固定相上的带电荷基团发生可逆交换反应：阳离子交换：R—SO3H+M+=R—SO3M+H+

阴离子交换：R—NR4OH+X-=R—NR4X+OH-

应用：离子及可离解的化合物，氨基酸、核酸等。第3页，课件共30页，创作于2023年2月2023/5/19

典型的离子交换树脂是由苯乙烯和二乙烯苯交联共聚而成，在基体上引入各种不同酸碱基团作为可交换的离子基团。阳离子交换树脂上具有与阳离子交换的基团,如-SO3-H+

，其中-SO3-和有机聚合物牢固结合形成固定部分，而H+是可流动的，能为其它阳离子所交换:

R—SO3H+M+=R—SO3M+H+阳离子交换树脂强酸性弱酸性－SO3-

H+－COO-

H+第4页，课件共30页，创作于2023年2月2023/5/19Na+、Ca2+:谁先被洗出？为什么？第5页，课件共30页，创作于2023年2月2023/5/19分离阳离子02468101214Retentiontime(min)01234Na+NH4+K+Mg2+Ca2+µS第6页，课件共30页，创作于2023年2月2023/5/19阴离子交换树脂强碱性弱碱性阴离子交换树脂具有与样品中阴离子交换的基团。阴离子交换树脂也可分为强碱性和弱碱性树脂。

R—NR4OH+X-=R—NR4X+OH-第7页，课件共30页，创作于2023年2月2023/5/19分离阴离子0246810121416Retentiontime(min)08mSF-NO3-SO42-Cl-NO2-Br-HPO42-第8页，课件共30页，创作于2023年2月2023/5/19（1）分析速度快可在数分钟内完成一个试样的分析；（2）分离能力高在适宜的条件下，可使常见的各种阴离子混合物分离；例：使用双柱法，在十几分钟内，可使七种阴离子完全分离。（3）分离混合阴离子的最有效方法（4）耐腐蚀，仪器流路采用全塑件，玻璃柱二.离子色谱的特点第9页，课件共30页，创作于2023年2月2023/5/19第二节离子色谱仪的组成第10页，课件共30页，创作于2023年2月2023/5/19ICS90第11页，课件共30页，创作于2023年2月2023/5/19离子色谱仪流程图第12页，课件共30页，创作于2023年2月2023/5/191液体贮罐聚乙烯瓶或桶，使液体与大气隔离，洗脱液应过滤、脱气。第13页，课件共30页，创作于2023年2月2023/5/192泵与HPLC泵相同，对泵的材料、流速范围和对压力要求不同。第14页，课件共30页，创作于2023年2月2023/5/19开始分析废液样品

淋洗液至分离柱进样阀样品装样废液

淋洗液至分离柱3定量环进样（ＬＯＡＤ）（ＩＮＪＥＣＴ）样品环第15页，课件共30页，创作于2023年2月2023/5/194色谱柱因为流动相是强酸强碱，故柱子不能是金属柱。包括泵、管道、阀、色谱柱和接头都要用PEEK制成。IC能否是正相色谱？第16页，课件共30页，创作于2023年2月2023/5/195检测器电导检测器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紫外－可见光度检测器紫外直接吸收或可见光光度法测定选择性强荧光法检测器电化学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第17页，课件共30页，创作于2023年2月2023/5/19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

检测池第18页，课件共30页，创作于2023年2月2023/5/1905.0010.0015.00Retentiontime(min)05.010.015.020.0uSColumn：IonPac

AG12A/AS12A

Eluent：2.7mMNa2CO30.3mMNaHCO3

Flowrate：1.2mL/minDetection：Conductivity(ASRSRecycleMode)

电导检测

（样品：饮用水）F-Cl-NO3-SO4-第19页，课件共30页，创作于2023年2月2023/5/19非抑制型离子色谱仪（单柱型）

抑制型离子色谱仪（双柱型）离子色谱仪第20页，课件共30页，创作于2023年2月2023/5/19单柱离子色谱法直接用电导检测器检测。淋洗液：低浓度,低电导率的弱电解质(有机弱酸或有机弱碱）。苯甲酸，柠檬酸能否用强电解质的淋洗液？单柱离子色谱法比双柱离子色谱法灵敏度低,但仪器操作方便,对泵和检测器的腐蚀性弱。第21页，课件共30页，创作于2023年2月2023/5/19双柱离子色谱法离子色谱通用的检测器是电导检测器,离子色谱淋洗液为强电解质的酸碱溶液时，由于淋洗液的电导本底值高,而被测物的浓度又大大小于流动相电解质的浓度,这样难以测量由于样品离子的存在而产生微弱电导的变化。

第22页，课件共30页，创作于2023年2月2023/5/19抑制器的作用废液BackGround：Na2CO3/NaHCO3

(700μS)NaF,NaCl,NaNO3Na2HPO4,Na2SO4～～RetentiontimeConductivityNaFNaClNaNO3Na2HPO4Na2SO4BackGround：Na2CO3/NaHCO3

(700μS)～～RetentiontimeConductivityHFHClHNO3H3PO4H2SO4RetentiontimeBackGround：H2CO3

(15μS)Conductivity第23页，课件共30页，创作于2023年2月2023/5/19双柱离子色谱法在分离柱后接上一个抑制柱,它的作用是降低淋洗液本身的电导,相应地提高被测离子的检测灵敏度。

第24页，课件共30页，创作于2023年2月2023/5/19阴离子抑制器抑制器的作用淋洗液(Na2CO3)分析柱HF,HCI,H2SO4

inH2CO3NaF,NaCl,

Na2SO4inNa2CO3废液H2O不经过抑制：S时间S时间经过抑制：废液H2OH+Na+12943样品F,CI,SO42---FSO42CI---FSO42CI---负极正极OH-第25页，课件共30页，创作于2023年2月2023/5/19抑制器

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-

H2CO3Na+,

OH-

H2O第26页，课件共30页，创作于2023年2月2023/5/19自动连续再生阴离子抑制器中电化学反应和离子移动NaOH,H2H+废液废液阳极检测器H+

+O2H2

+OH-H2OH2ONa+H+

+OH-H2OH+,

X-H+,

X-

inH2OH2OH2OH2O,O2阳离子交换膜Na+,

X-

在NaOH淋洗液中阴极第27页，课件共30页，创作于2023年2月2023/5/19第28页，课件共30页，创作于2023年2月2023/5/19第三节离子色谱的应用阴离子分析: