离子色谱培训讲义课件

SHP离子色谱培训培训人：邢耀宇SHP离子色谱培训培训人：邢耀宇上海舜宇恒平IC1800

高效离子色谱系统快速稳定便捷上海舜宇恒平科学仪器有限公司SHANGHAISUNNYHENPINGSCIENTIFICINSTRUMENTCO.,LTD2.2023/8/15上海舜宇恒平快速稳定便捷上海舜宇恒平科学仪器有限公报告内容离子色谱认识1离子色谱的分类2离子色谱仪的组成3离子色谱的主要应用范围4上海舜宇恒平科学仪器有限公司离子色谱的不可替代性53.报告内容离子色谱认识1离子色谱的分类21.离子色谱认识1975年美国Dow公司生产第一台商用离子色谱仪1992美国戴安生产第一个自循环再生电化学薄膜抑制器SRS.2003年戴安公司推出免试剂离子色谱（RFIC）ICS-20001.1离子色谱发展历程4.1.离子色谱认识1975年美国Dow公司生产第一台商用离子1.离子色谱认识1.2什么是离子色谱离子色谱是指采用色谱技术对离子或者能够转变为离子形式的化合物进行分离检测的一种检测方法。色谱技术

:化学分析常用的一种分离技术离子型物质:在水溶液中电离，具有+或–电荷的元素或者基团阴离子：Ｃｌ－，ＮＯ2－，ＳＯ４２－，ＣｒＯ４２－阳离子：Ｎａ＋，ＮＨ４＋，Ｃａ２＋，Ｆｅ３＋有机化合物：有机酸，氨基酸类，有机胺类，糖类，表面活性剂等5.1.离子色谱认识1.2什么是离子色谱5.1.离子色谱认识常用色谱气相色谱(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（HPIC）

(主要分离极性和部分弱极性的化合物)

6.1.离子色谱认识常用色谱气相色谱(气－固分离，流动相为载1.离子色谱认识色谱分离慢中等快Temporalcourse淋洗液1.3离子色谱分离原理7.1.离子色谱认识色谱分离慢Temporal淋洗液1.31.离子色谱认识1.4离子色谱检测对象阴离子约占75%阳离子约占15%有机酸其它化合物约占10%8.1.离子色谱认识1.4离子色谱检测对象阴离子约占75%阳1.离子色谱认识本章小结离子色谱属于液相色谱的一种。离子色谱采用色谱技术对被测物质进行分离。离子色谱的检测对象为阴、阳离子或能被转化为离子的化合物。离子色大都被用于阴、阳离子的检测，对于其它有机物的检测目前应用较少。但是对于有机物的检测已经成为离子色谱的研究热点。9.1.离子色谱认识本章小结离子色谱属于液相色谱的一种。9.2.离子色谱的分类离子对色谱离子排斥色谱

离子交换色谱按照分离方式的不同，可以将离子色谱分为三大类10.2.离子色谱的分类离子对色谱2.离子色谱的分类分离原理以离子交换树脂为基质，阴、阳离子与基质中的可交换基团发生交换、吸附和解吸，从而达到分离目的。保留时间影响因素1.被测离子的半径和价态2.色谱柱的种类3.淋洗液组成及流速适用范围离子交换色谱是离子色谱常规的分离检测手段，主要应用于阴、阳离子的分离及定量检测阴离子：F-,Cl-,Br-,NO2-,PO43-,NO3-,SO42-阳离子：Na+,NH4+,K+,Ca2+,Mg2+2.1离子交换色谱11.2.离子色谱的分类分离原理以离子交换树脂为基质，阴、阳离子2.离子色谱的分类ＳＯ４２－ＣＯ３２－ＣＯ３２－ＨＣＯ３－ＨＣＯ３－ＨＣＯ３－ＨＣＯ３－ＨＣＯ３－＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋ＳＯ４２－ＣＯ３２－ＳＯ４２－ＣＯ３２－ＣＯ３２－ＨＣＯ３－ＨＣＯ３－ＨＣＯ３－ＨＣＯ３－Ｃｌ－＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋Ｃｌ－ＨＣＯ３－ＣＯ３２－ＣＯ３２－ＣＯ３２－ＨＣＯ３－ＨＣＯ３－ＨＣＯ３－ＨＣＯ３－ＨＣＯ３－＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋ＣＯ３２－ＳＯ４２－ＨＣＯ３－Ｃｌ－ＳＯ４２－Ｃｌ－ＨＣＯ３－ＣＯ３２－ＣＯ３２－ＨＣＯ３－ＨＣＯ３－ＣＯ３２－ＣＯ３２－ＣＯ３２－ＨＣＯ３－ＨＣＯ３－ＨＣＯ３－ＨＣＯ３－TemporalcourseＣＯ３２－ＨＣＯ３－ＣＯ３２－ＨＣＯ３－ＣＯ３２－ＨＣＯ３－ＨＣＯ３－ＣＯ３２－ＨＣＯ３－ＣＯ３２－＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋ＨＣＯ３－ＳＯ４２－ＣＯ３２－ＣＯ３２－ＨＣＯ３－ＨＣＯ３－ＨＣＯ３－Ｃｌ－＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋离子交换离子吸附离子解吸12.2.离子色谱的分类ＳＯ４２－ＣＯ３２－ＣＯ３２－ＨＣＯ３－2.离子色谱的分类2.2离子排斥色谱分离机理以Donnan膜理论为基础，电离的组分不能进入树脂微孔，而不电离的组分可以进入树脂微孔发生保留。同时根据保留时间的不同而分离。保留时间的影响因素1.溶质的pKa值，被测基团的体积（形成氢键的能力）2.淋洗液的pH值3.填充树脂的性质（形成氢键的能力）4.温度和流速适用范围主要用于有机酸，醇类、醛类、氨基酸和糖的分离HAH++A-13.2.离子色谱的分类2.2离子排斥色谱分离机理以Donna2.离子色谱的分类14.2.离子色谱的分类14.2.离子色谱的分类2.3离子对色谱离子对色谱分离原理流动相中的离子对试剂与被测物质形成离子对，形成的对离子与固定相发生吸附和解析，从而达到分离目的。保留时间影响因素1.离子对试剂的类型2.离子对试剂的浓度3.pH值的影响4.温度和其它添加剂的影响适用范围表面活性剂、金属络合物和脂肪族季铵盐离子。15.2.离子色谱的分类2.3离子对色谱离子对色谱分离原理流动2.离子色谱的分类待测离子离子对试剂离子对16.2.离子色谱的分类待测离子离子对试剂离子对16.2.离子色谱的分类本章小结离子色谱按照其分离方式的不同，可以分为离子交换色谱、离子排斥

色谱和离子对色谱三类。离子交换色谱是通过待测离子与固定相中可交换离子基团发生离子交换而

分离，适用于常规阴、阳离子的分离和检测。离子排斥色谱是通过电离物质不被保留，不电离物质被保留的原理达到分

离目的，适用于弱酸、氨基酸和糖类等的分离和检测。离子对色谱是通过待测离子与流动相中的对离子形成离子对，从而被保留的原理达到分离，适用于脂肪族季铵盐离子和表面活性剂等的分离与检测。17.2.离子色谱的分类本章小结离子色谱按照其分离方式的不同，3.离子色谱仪的组成离子色谱的基本流程图淋洗液

泵色谱柱检测器

输液分离

检测

记录F-NO3-SO42-Cl-NO2-Br-HPO42-进样阀抑制器检测池进样18.3.离子色谱仪的组成离子色谱的基本流程图淋洗液泵色谱柱检3.离子色谱仪的组成3.1离子色谱泵作用：将淋洗液均匀地、无脉冲地送到分离系统。为色谱仪器提供动力。特殊之处：由于离子色谱淋洗液一般为酸、碱、盐或者络合物水溶液，通常离子色谱输液系统需要采用PEEK材料。离子色谱泵的分类：离子色谱泵双柱塞往复泵串联式往复泵并联式往复泵单柱塞往复泵19.3.离子色谱仪的组成3.1离子色谱泵离子色谱泵双柱塞往复泵3.离子色谱仪的组成3.2进样装置(六通阀)

开始分析

废液样品

淋洗液

至分离柱进样阀

样品

装样

废液

淋洗液至分离柱定量环进样（ＬＯＡＤ）（ＩＮＪＥＣＴ）

样品环20.3.离子色谱仪的组成3.2进样装置(六通阀)开始分析废3.离子色谱仪的组成3.3分离系统分离系统由保护住和分离柱组成保护柱（预处理柱）的填充材质与分离柱相同，具有过滤颗粒杂质和其它杂质的目的，起到保护分离柱的目的。色谱柱是色谱仪器的‘心脏’，起分离被测物质的作用。离子色谱和液相色谱的区别色谱柱名称流动相固定相功能基离子色谱柱酸、碱、盐水溶液表面胺化苯乙烯/二乙烯苯共聚物等NH4+、SO3-、COO-等液相色谱柱甲醇、水、乙腈、正己烷等硅胶-CN、-NH2、十八硅烷等分离物质阴、阳离子、有机酸等极性和非极性化合物流动相pH范围0-142-821.3.离子色谱仪的组成3.3分离系统色谱柱名称流动相固定相功3.离子色谱仪的组成

ＳＯ３－ＳＯ３－ＳＯ３－ＳＯ３－Ｎ＋Ｒ３Ｎ＋Ｒ３Ｎ＋Ｒ３Ｎ＋Ｒ３Ｎ＋Ｒ３Ｎ＋Ｒ３Ｎ＋Ｒ３Ｎ＋Ｒ３Ｎ＋Ｒ３Ｎ＋Ｒ３Ｎ＋Ｒ３Ｎ＋Ｒ３５μm＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋阴离子交换色谱柱（凝胶附聚型）22.3.离子色谱仪的组成ＳＯ３－ＳＯ３－ＳＯ３－ＳＯ３－Ｎ＋3.离子色谱仪的组成阳离子交换色谱柱（接枝型）

ＣＯＯ－ＣＯＯ－ＣＯＯ－ＣＯＯ－ＣＯＯ－ＣＯＯ－ＣＯＯ－ＣＯＯ－ＨＰＯ３－ＨＰＯ３－ＨＰＯ３－ＨＰＯ３－ＨＰＯ３－ＨＰＯ３－ＨＰＯ３－23.3.离子色谱仪的组成阳离子交换色谱柱（接枝型）ＣＯＯ－Ｃ3.离子色谱仪的组成

安装在电导池之前作用：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-

H2O3.4抑制系统（抑制器）24.3.离子色谱仪的组成安装在电导池之前Na+,OH-3.离子色谱仪的组成极限摩尔电导值

Cation

＋－Anion

Ｈ＋Ｌｉ＋Ｎａ＋Ｋ＋ＮＨ４＋Ｍｇ２＋Ｃａ２＋３５０３９５０７４７３５３６０ＯＨ－Ｆ－Ｃｌ－Ｂｒ－ＮＯ３－ＰＯ４３－ＳＯ４２－１９８５５７６７８７１８０８０总电导值=

（）＋（）＋－（unit：μS/mequivalent）25.3.离子色谱仪的组成极限摩尔电导值Cation＋－3.离子色谱仪的组成Y+Na+

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H2OH2OOH-Na+Y+H2ONa+Y+

X-

Na+CO32-(样品,淋洗液)H+H++CO32-H++X-

至检测器H2CO3H+X-H+

+O2H2OH2

+OH-H2ONa+OH-,H2H2O,O2

废液废液电极（－）电极（＋）纯水或来自检测器的流体H+H+H+H+阳离子交换膜阳离子交换膜26.3.离子色谱仪的组成Y+Na+抑制器的工作原理(阴离子3.离子色谱仪的组成H2OH2OH+

+O2H2OH2

+OH-H2O废液/气体废液H2OSO42-Y+

X-H+MSA-(样品e,淋洗液）OH-OH-MSA-SO42-X-OH-MSA-SO42-X-H+MSA-,O2H2O,H2H++OH-Y++OH-

H+

至检测器H2OY+OH-X-:样品中的阴离子Y+:样品中的阳离子电极（＋）电极（－）阴离子交换膜阴离子交换膜纯水或来自检测器的液体

抑制器的工作原理(阳离子)27.3.离子色谱仪的组成H2OH2OH++O2H2OH23.离子色谱仪的组成阴、阳离子双功能电化学抑制器28.3.离子色谱仪的组成阴、阳离子双功能电化学抑制器28.甲基磺酸3.离子色谱仪的组成29.甲基磺酸3.离子色谱仪的组成29.3.离子色谱仪的组成3.5检测系统（检测器）根据需不需要柱后衍生化处理，可以将离子色谱检测器分为以下两类不需柱后衍生检测器：电导检测器适用范围：常规阴、阳离子，例如CL-、ＳＯ４２－、Ｎａ＋、ＮＨ４＋、Ｃａ２＋等原理：根据电导池中的溶液电导率变化，产生相应的电信号安培检测器（电化学检测器）适用范围：易发生氧化还原反应的物质，例如糖类、脂肪胺、芳香胺、醇类等原理：通过施加电压，被测物质发生氧化还原反应，电荷转移到工作电极，输出相应电信号需柱后衍生检测器紫外检测器（UV）适用于过度金属、铬离子、铝离子和氨基酸等的检测荧光检测器适用于伯氨基酸等的检测30.3.离子色谱仪的组成3.5检测系统（检测器）根据需不需要柱3.离子色谱仪的组成输送分离检测

进样泵进样阀柱淋洗液

显色剂

反应管排放加压Fe3+Cu2+Ni2+Zn2+Co2+Mn2+Fe2+Cd2+UV/VIS检测器记录柱后衍生31.3.离子色谱仪的组成输送分离检测进样泵进样阀柱淋洗液3.离子色谱仪的组成05.0010.0015.00Retentiontime(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-SO4-32.3.离子色谱仪的组成05.0010.0015.00Rete3.离子色谱仪的组成2012150100nC13456963Column：

CarboPacPA10Eluent: 18mMNaOHFlowrate: 1mL/minDetection:Pulsedamperometry,

Goldelectrodes

(each1nmol)component:

1.盐藻糖

2.氨基半乳糖

3.氨基葡萄糖

4.半乳糖

5.葡萄糖

6.甘露糖Retentiontime(min)

电化学检测33.3.离子色谱仪的组成2012150100nC1345693.离子色谱仪的组成UV/VIS检测Column：IonPacCS5A,CG5AEluent：7mMPDCA,66mMKOH

5.6mMK2SO4,74mMFormicacidFlowrate：1.2mL/minDetection：Absorbance,530nm

(＋Postcolumnderivative)衍生化试剂：0.2mMPAR,1.0MDMAE0.5MNH4OH,0.3MNaHCO3

02468101214Retentiontime(min)0.0AU0.2Fe3+Cu2+Ni2+Zn2+Co2+Cd2+Mn2+Fe2+34.3.离子色谱仪的组成UV/VIS检测Column：Io3.离子色谱的分类本章小结

常规离子色谱系统包括色谱泵、进样阀、色谱柱、抑制器、

检测器和数

据处理器。色谱泵提供系统动力；进样阀保证稳定的进样量；色谱柱起到过滤和分离的作用；抑制器不仅可以减低基线噪声，而且能够提高被测离子响应值；检测器将化学信号转化为电信号；数字处理系统将电信号转化为数字。抑制器是离子色谱的核心部件；电化学薄膜自再生抑制器是先进的、使用较广的抑制器；具有易操作、平衡时间短和交换容量搞得特点；我司生产的IC1800也采用了电化学薄膜自再生抑制器。35.3.离子色谱的分类本章小结常规离子色谱系统包括色谱泵、进4.离子色谱的主要应用范围电力

冷却水/HPW

锅炉蒸汽中的杂质食品/饮料

酒/饮料/糖果

饮料中有机酸、溴酸跟造纸./纸浆

纸浆液・处理水

张纸和液体中的离子、有机卤化合物农业

肥料/土壤/植物/等

土壤中离子医学

血液/尿

尿中草酸化妆品

化妆品/清洁剂/洗发液

化妆品液体中的阴离子、重金属离子制药

化学/液体

化学品中的重金属离子应用领域领域环境./污染雨水/河水/大气/污水

雨水中离子城市用水

自来水/水源

自来水中消毒副产物样品应用化学品

设备提取物/聚合物

环氧类粘合剂中的阴离子电子/半导体

高纯水・晶片冲洗水

高纯水中的离子型杂质金属/钢材

表面处理液・镀槽・冷却水

电镀槽中的抗坏血酸

36.4.离子色谱的主要应用范围电力4.离子色谱的主要应用范围4.1离子色谱在水质检测中的应用水质中无机阴、阳离子的检测水质中消毒副产物BrO3-,ClO2-,ClO3-以及卤乙酸的检测水质中ClO4-含量的检测水质中有机卤及有机硫含量的检测37.4.离子色谱的主要应用范围4.1离子色谱在水质检测中的应用4.离子色谱的主要应用范围4.2离子色谱在食品检测中的应用用于NH4+和有机胺的检