8-离子色谱法-2010

1离子交换色谱法及离子色谱法IEC&IC2离子交换色谱(IonExchangeChromatography)是利用离子交换原理和液相色谱技术的结合来测定溶液中阳离子和阴离子的一种分离分析方法．凡是在溶液中能够电离的物质，通常都可以用离子交换色谱法进行分离无机离子，有机物（氨基酸＼核酸＼蛋白质）等3特点1.原理:高效液相色谱的一种,基于离子交换2.对象:适用于无机和有机阴阳离子的分离3.快速方便:7种常见阴离子(F-Cl-Br-NO2-NO3-SO42-PO43-)和6种阳离子(Li+Na+NH4+K+Mg2+Ca2+)平均分析时间分别小于8分钟4.灵敏度高:μg/L--mg/L5.选择性好:选择不同的柱子和不同的检测方法可以有选择性地分离和测定6:可同时分析多种离子化合物4RXYRYX阳离子交换：阴离子交换：离子交换树脂上可以离解的离子和流动相中具有相同电荷的的溶质离子之间进行的可逆交换，根据这些离子对交换剂有不同的亲和力而被分离。基本原理RBARAB5离子交换平衡和选择性系数如果让离子交换树脂与溶液离子的交换达到平衡：RBARAB选择性系数：mnnmmnnmA,B]B[]A[]B[]A[K外相树脂树脂外相对于强酸型阳离子交换树脂，当与金属离子M+接触时:RSOHMRSOMH33选择性系数值的大小表示树脂对金属离子M+的亲和力的大小，它与树脂的类型、离子的性质以及溶液的组成有关。6固定相要求:1.高机械强度,50-200kg/cm高压下不变形或破坏2.填充剂为多孔型,最好呈球形,粒径小,分布范围窄3.溶质扩散距离短,传质速度快4.交换容量大7常用的离子交换剂固定相多孔型离子交换树脂薄膜型离子交换树脂表面多孔型离子交换树脂8多孔型离子交换树脂苯乙烯与二乙烯基苯聚合生成多孔性凝胶(微孔型,孔径小于5nm,粒径5-20µm大孔型,孔径几十nm,粒径10µm)优点:交换容量高,对温度的稳定性好缺点:在水中和有机溶剂中易发生膨胀，传质速率慢，柱效低，分离速度慢9薄膜型离子交换树脂在直径约30µm的固体惰性核上凝聚1-2µm厚的树脂层表面多孔型离子交换树脂在固体惰性核上覆盖一层微球硅胶，再在上面涂很薄一层离子交换树脂优点：传质速率快，柱效高，快速分离缺点：交换容量低，易超负荷10离子色谱（IC)产生背景：离子交换色谱淋洗液几乎都是强电解质，电导比待测离子高两个数量级，电导检测器难以检测。多数无机离子没有紫外吸收，不能检测。1975年，美国DowChemical公司H.Small等人引入抑制柱（SuppressorColumn).分离柱+抑制柱+电导检测器=离子色谱双柱离子色谱11抑制柱反应分离阳离子，用无机酸作淋洗剂（HCl,HNO3)抑制柱---强碱性高容量阴离子交换柱ROH-+H+Cl-RCl-+H2OROH-+M+Cl-RCl-+M+OH-抑制反应降低淋洗液电导率OH-淌度为Cl-的2.6倍，提高灵敏度12分离阴离子，淋洗剂是NaOH,NaHCO3抑制柱---强酸性高容量阳离子交换柱R-H++Na+OH-R-Na++H2OR-H++Na+X-R-Na++H+X-抑制反应降低淋洗液电导率H+淌度为Na+的7倍，提高灵敏度13抑制器的作用废液BackGround：Na2CO3/NaHCO3(700μS)NaF,NaCl,NaNO3Na2HPO4,Na2SO4～～RetentiontimeConductivityNaFNaClNaNO3Na2HPO4Na2SO4BackGround：Na2CO3/NaHCO3(700μS)～～RetentiontimeConductivityHFHClHNO3H3PO4H2SO4RetentiontimeBackGround：H2CO3(15μS)Conductivity14阴离子抑制器抑制器的作用淋洗液(Na2CO3)分析柱HF,HCI,H2SO4inH2CO3NaF,NaCl,Na2SO4inNa2CO3废液H2O不经过抑制对离子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-15解决抑制柱再生问题的方案三支抑制器切换:工作状态,再生状态和平衡状态自动再生连续工作的抑制器:平板膜抑制器电解和离子交换膜结合的抑制器16平板膜抑制器17电解和离子交换膜结合的抑制器18单柱离子色谱单柱阴离子色谱采用低容量大孔离子交换树脂，选用低电导淋洗液（有机酸溶液）邻苯二甲酸，酒石酸，柠檬酸等单柱阳离子色谱淋洗液为硝酸，盐酸，高氯酸及乙二胺硝酸盐等19离子色谱仪器淋洗液泵色谱柱检测器泵液分离检测记录F-NO3-SO42-Cl-NO2-Br-HPO42-进样阀抑制器检测池进样20与前面提到的高效液相色谱仪器不同的是：离子色谱用的泵是匹克（PEEK,聚醚醚酮）材料衬里的不锈钢泵。离子色谱的流动相一般是缓冲溶液或者含有少量的有机试剂，一般称为淋洗液。离子色谱有抑制器和电导检测器21样品处理•过滤–样品中除去颗粒物–用0.45μm或0.22μm滤膜–用高纯水冲洗滤膜，以减少沾污•稀释–待测物浓度较高时，应预先稀释.–降低干扰物的浓度.•去除干扰物–预处理柱，超滤–固相萃取・液相萃取・离心・盐析–在线柱处理22离子色谱使用的水与试剂•纯度尽可能高高纯水：电阻率≧17MΩ、0.22μm滤膜过滤：淋洗液脱气（真空和搅动）试剂：尽可能使用优级纯：配标准的试剂应预先干燥淋洗液保存：使用聚丙烯(PP)瓶，保存在暗处及4℃左右.（通常可以保存6个月）淋洗液要经常更换23戴安中国有限公司（DIONEX）戴安公司成立于1975年，位于美国硅谷Sunnyvale。1975年推出了世界第一台商品化的离子色谱，该项革命性的分析技术使得全球化学工作者能够从混合物中快速分离鉴别出各项离子成分。到目前为止戴安各项成熟技术已被大大扩展，包括离子色谱仪IC，高效液相色谱HPLC包括毛细管和微流量液相色谱Nano-LC，氨基酸直接分析仪AAA-Direct，快速溶剂萃取仪ASE和固相萃取仪Autotrace及在线分析仪器等。24瑞士万通中国有限公司（Metrohm)好莱坞3D大片《阿凡达》中出现瑞士万通产品——858全自动样品处理系统！瑞士万通产品出现在此科幻巨制中，充分体现了产品设计的前瞻性及在行业中的引领地位。251943年，在瑞士Herisau，工程师BertoldSuhner在一间他租来的旧纺织工厂的二楼，开始了他日后为之奋斗一生的事业。在此之前，他与他的同伴在英国从事电子及高频技术行业，他们设计收音机、示波镜和电阻计一类的产品。万通的英文名称Metrohm，就是从电阻计的英文teraohmmeters演变而来的，Met取自Metering（测量），ohm来自ohm（欧姆）。1950年，瑞士万通发明了第一支复合pH电极。26应用在环境分析中的应用微电子\电力工业中的痕量分析在食品和饮料中的应用在生化分析中的应用在石油化工中的应用与AAS,AES,ICP-AES联用与ICP-MS联用27饮用水分析氯气消毒二氧化氯臭氧环境分析28氮氧化物测定环境分析29磁盘冲洗水样的测定微电子30微电子半导体级异丙醇中杂质的测定31食品食品和饮料中成分分析的官方认定方法32食品速溶咖啡中糖的测定33食品火腿中亚硝酸盐的测定34食品黄酒的分析35食品人工色素的分析36食品果汁中有机酸的比较37生化分析生物碱的分析38