《离子色谱法PPT讲稿.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《离子色谱法PPT讲稿.ppt（34页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、离子色谱法第1页，共34页，编辑于2022年，星期日 离子色谱法离子色谱法Ion ChromatographyIon Chromatography（简称（简称ICIC）是是19751975年年由美国由美国DOW ChimicalDOW Chimical公司的公司的Small,StevensSmall,Stevens和和BaumanBauman创创立的一种新的离子分离分析技术。他们用低容量薄壳型阳立的一种新的离子分离分析技术。他们用低容量薄壳型阳离子或阴离子交换树脂作为分离柱中的固定相，强电解质离子或阴离子交换树脂作为分离柱中的固定相，强电解质溶液作流动相（也叫淋洗液），以电导检测器为通用检测溶
2、液作流动相（也叫淋洗液），以电导检测器为通用检测器。当淋洗液将试样带到分离柱时，由于各种离子对离子器。当淋洗液将试样带到分离柱时，由于各种离子对离子交换树脂的亲合力不同，因此它们分离开并依次被洗脱下交换树脂的亲合力不同，因此它们分离开并依次被洗脱下来。来。F-Cl-NO3-SO42-HPO42-淋洗液淋洗液样品样品（F-Cl-NO3-SO4-HPO42-)F-Cl-NO3-HPO42-SO42-电导检测器电导检测器分离柱分离柱第2页，共34页，编辑于2022年，星期日阴离子色谱图阴离子色谱图第3页，共34页，编辑于2022年，星期日阳离子色谱图阳离子色谱图第4页，共34页，编辑于2022年，星
3、期日离子色谱在环境、食品、医药、检验检疫、离子色谱在环境、食品、医药、检验检疫、化工、电子等许多学科领域发挥着越来越重要的化工、电子等许多学科领域发挥着越来越重要的作用，已经成为许多常见离子分析的标准方法。作用，已经成为许多常见离子分析的标准方法。用用途：途：第5页，共34页，编辑于2022年，星期日一、离子色谱（IC）的分类 l离子对色谱离子对色谱l离子交换色谱离子交换色谱l离子排斥色谱离子排斥色谱 离子交换色谱是离子色谱中最重要的分离方式。离子交换色谱是离子色谱中最重要的分离方式。离子色谱是分离离子型成份的所有色谱方法的统称。离子色谱是分离离子型成份的所有色谱方法的统称。第6页，共34页，
4、编辑于2022年，星期日离子交换色谱：阳离子和阴离子与固定相形成弱离子键。它离子交换色谱：阳离子和阴离子与固定相形成弱离子键。它是基于离子之是基于离子之间间在溶液和在溶液和带带有功能有功能团团的固体上的的固体上的计计量化学量化学反反应应。（1 1）阳离子交换色谱）阳离子交换色谱:固定相固定相=阳离子交阳离子交换剂换剂(例如：例如：R-SOR-SO3 3)；流流动相动相=离子型离子型液体液体(例如：例如：H H2 2SOSO4 4 水溶液水溶液)。Li Li+,Na,Na+,NH,NH4 4+,K,K+,Ca,Ca2+2+,Mg,Mg2+2+（2 2）阴离子交换色谱）阴离子交换色谱:固定相固定相
5、=阴离子交阴离子交换剂换剂(例如：例如：R-NRR-NR3 3+)；流动相流动相=离子型离子型液体液体(例如：例如：NaNa2 2COCO3 3 水溶液水溶液)。F F-,Cl,Cl-,Br,Br-,NO,NO3 3-,NO,NO2 2-,SO,SO4 42-2-,SO,SO3 32-2-,HPO,HPO4 42-2-,HCOO,HCOO-、AC AC-第7页，共34页，编辑于2022年，星期日固定相固定相离子交换剂离子交换剂 是一类带有离子交换功能基的固体颗粒（即离子交换树脂），其结构是在交联的高分子骨架上结合可解离的无机基团。阳离子交换剂和阴离子交换剂的树脂骨架基本都是苯乙烯/二乙烯基苯的
6、共聚物。苯乙烯-二乙烯基苯树脂阳离子交换剂阴离子交换剂苯乙烯二乙烯基苯第8页，共34页，编辑于2022年，星期日固定相组成固定相组成:l l、树脂载体树脂载体:一般为苯乙烯一般为苯乙烯/二乙烯基苯，聚甲基丙烯酸酯，硅酸盐二乙烯基苯，聚甲基丙烯酸酯，硅酸盐/硅胶，羟乙基甲基丙烯酸酯硅胶，羟乙基甲基丙烯酸酯(HEMA)HEMA)。2 2、间隔基、间隔基:烷基链。烷基链。3 3、承载离子交换的基团。一般地，阳离子色谱的功能团为磺酸基团，、承载离子交换的基团。一般地，阳离子色谱的功能团为磺酸基团，阴离子色谱的功能团为季铵盐基团阴离子色谱的功能团为季铵盐基团。第9页，共34页，编辑于2022年，星期日流
7、动相（淋洗液）流动相（淋洗液）:用于解吸和运载样品用于解吸和运载样品常用的阴离子色谱的流动相为：碳酸盐常用的阴离子色谱的流动相为：碳酸盐/碳酸氢盐，氢氧化钾，硼酸碳酸氢盐，氢氧化钾，硼酸盐。盐。目前，实验室所用的阴离子色谱的淋洗液为目前，实验室所用的阴离子色谱的淋洗液为1.7mmol/L1.7mmol/L碳酸氢纳碳酸氢纳（NaHCONaHCO3 3）和）和1.8mmol/L1.8mmol/L碳酸纳（碳酸纳（Na2CO3）的混合液。）的混合液。阳离子的流动相有：硝酸，酒石酸，酒石酸阳离子的流动相有：硝酸，酒石酸，酒石酸/吡啶二羧酸，酒石酸吡啶二羧酸，酒石酸/柠檬酸，磷酸二柠檬酸，磷酸二 氢钾，草
8、酸氢钾，草酸/乙二胺乙二胺/丙酮。丙酮。目前，实验室所用的阳离子色谱的淋洗液为目前，实验室所用的阳离子色谱的淋洗液为1.35mmol/L硫酸。硫酸。第10页，共34页，编辑于2022年，星期日二、离子色谱（IC）基本原理阳离子分离机理：固定相和流动相竞争待测组份。待测组份：Na+淋洗液为H2SO4结合冲开结合冲开第11页，共34页，编辑于2022年，星期日阴离子分离机理：阴离子分离机理：待测组份：ClCl-淋洗液:NaHCONaHCO3 3水溶液水溶液第12页，共34页，编辑于2022年，星期日三、电导检测三、电导检测样品中的组份在分离柱分离后，通过检测器检测和定量。样品中的组份在分离柱分离后
9、，通过检测器检测和定量。电导检测器电导检测器:电导检测器就是测量溶液中离子的电导率。电导检测器就是测量溶液中离子的电导率。水溶液电导率单位常用水溶液电导率单位常用uS/cmuS/cm。R=电阻电阻 Kc=电导池常数电导池常数 1/cm =电导电导 1/or SKc=L/A第13页，共34页，编辑于2022年，星期日四、抑制与非抑制 1 1、单柱离子色谱（非化学抑制型离子色谱）、单柱离子色谱（非化学抑制型离子色谱）洗脱液泵注射阀分离柱检测器2 2、双柱离子色谱（化学抑制型离子色谱）、双柱离子色谱（化学抑制型离子色谱）抑制器洗脱液泵注射阀分离柱检测器第14页，共34页，编辑于2022年，星期日图图
10、：非化学抑制的：非化学抑制的792 Basic IC连接示意图连接示意图第15页，共34页，编辑于2022年，星期日图图：化学抑制的：化学抑制的792 Basic IC连接示意图连接示意图第16页，共34页，编辑于2022年，星期日抑制器抑制器:有三根高容量、长寿命和易操作的微填充抑制柱。有三根高容量、长寿命和易操作的微填充抑制柱。第17页，共34页，编辑于2022年，星期日背景电导率背景电导率=洗脱液洗脱液样品的电导率样品的电导率=色谱峰的电导率色谱峰的电导率-洗脱液电导率洗脱液电导率 非抑制电导率非抑制电导率:色谱峰的电导率色谱峰的电导率=洗脱液洗脱液 样品样品第18页，共34页，编辑于2
11、022年，星期日R-SO3 H+Na+HCO3R-SO3 Na+H2O+CO2 R-SO3 H+Na+Cl R-SO3 Na+H+Cl （信号增加）（信号增加）阴离子抑制阴离子抑制：洗脱液基线洗脱液基线(背景背景)：样品信号样品信号(以以NaCl为例为例)：背景电导率背景电导率=水水+CO2，（背景电导率降低）背景电导率降低）抑制器功能抑制器功能:抑制降低背景电导率、待测离子灵敏度增加。抑制降低背景电导率、待测离子灵敏度增加。第19页，共34页，编辑于2022年，星期日高背景电导率高背景电导率低灵敏度的阴离子低灵敏度的阴离子高灵敏度的阳离子高灵敏度的阳离子成本低成本低低背景电导率低背景电导率高
12、灵敏度的阴离子高灵敏度的阴离子高灵敏度的阳离子高灵敏度的阳离子成本高成本高非抑制非抑制抑制抑制非抑制、抑制的比较：非抑制、抑制的比较：第20页，共34页，编辑于2022年，星期日五、仪器设备介绍792 792 标准型离子色谱仪：标准型离子色谱仪：第21页，共34页，编辑于2022年，星期日IC 泵在线过滤进样阀排气阀第22页，共34页，编辑于2022年，星期日MSM抑制器蠕动泵检测器分离柱第23页，共34页，编辑于2022年，星期日六、影响色谱分析的各种条件l色谱柱色谱柱的选择的选择l淋洗液的温度淋洗液的温度l淋洗液的浓度与组成淋洗液的浓度与组成l淋洗液的流速淋洗液的流速l淋洗液中的杂质淋洗液
13、中的杂质第24页，共34页，编辑于2022年，星期日（一）离子色谱柱选择（一）离子色谱柱选择 1.1.阴离子色谱柱阴离子色谱柱 抑抑制制型型阴阴离离子子色色谱谱及及非非抑抑制制阴阴离离子子色色谱柱谱柱2.2.阳离子色谱柱阳离子色谱柱3.3.有机酸离子色谱柱有机酸离子色谱柱4.4.糖类离子色谱柱糖类离子色谱柱第25页，共34页，编辑于2022年，星期日（二）（二）淋洗液温度淋洗液温度对分离的影响对分离的影响0 02 24 46 68 8101012121414202025253030353540404545温度(）保留时间(min)F F-ClCl-NONO2 2-BrBr-NONO3 3-HP
14、OHPO4 42-2-SOSO4 42-2-第26页，共34页，编辑于2022年，星期日（三）（三）淋洗液组成淋洗液组成和和浓度浓度对分离的影响对分离的影响1）提高淋洗液浓度，缩短保留时间 第27页，共34页，编辑于2022年，星期日2）改变淋洗液组成比例，改变组分保留时间3）淋洗液加入适当有机溶剂，改变组分保留时间加入适量丙酮：4）加入适当络合物，对一些特定离子有较好分离效果5）水和试剂的纯度对分析结果影响 第28页，共34页，编辑于2022年，星期日（四）（四）淋洗液的流速淋洗液的流速对分离的影响对分离的影响 流速的影响（4.0 mM NaHCO3/1.4 mM Na2CO3）第29页，共
15、34页，编辑于2022年，星期日（五）（五）淋洗液中杂质影响淋洗液中杂质影响第30页，共34页，编辑于2022年，星期日七、离子色谱的样品前处理七、离子色谱的样品前处理 样品预处理目的：保护分离柱，改善谱图。样品预处理目的：保护分离柱，改善谱图。处理目标：使待测组分在溶液中呈离子形态；消处理目标：使待测组分在溶液中呈离子形态；消除干扰组分。常用处理方法：除干扰组分。常用处理方法：1 1、稀稀 释释 2 2、过过 滤滤 3 3、固固 相相 萃萃 取取 4 4、消消 解解 5 5、燃燃 烧烧 6 6、萃萃 取取第31页，共34页，编辑于2022年，星期日（一）样品稀释（一）样品稀释阴离子分析阴离子
16、分析：l l稀释剂：水、淋洗液稀释剂：水、淋洗液l l淋洗液稀释的优点：可以减小系统峰淋洗液稀释的优点：可以减小系统峰l l对于低含量分析（对于低含量分析（0.5 0.5 mg/L)mg/L)，建议用淋洗液稀释建议用淋洗液稀释通常，也可以用水加浓淋洗液进行稀释通常，也可以用水加浓淋洗液进行稀释阳离子分析阳离子分析：l l稀释剂：硫酸稀释剂：硫酸c=1.35 mmol/Lc=1.35 mmol/L，水，水l l稀释后应当稀释后应当pH=3pH=3左右（可以用左右（可以用pHpH计检查）计检查）样品的处理应当在塑料容器中进行（玻璃中的样品的处理应当在塑料容器中进行（玻璃中的NaNa离子会被硝酸溶出
17、）离子会被硝酸溶出）第32页，共34页，编辑于2022年，星期日何时需要稀释？何时需要稀释？l l当待测离子浓度大于当待测离子浓度大于100100mg/Lmg/L时要进行稀释；时要进行稀释；l l理想的直接进样范围：理想的直接进样范围：0.550 0.550 mg/L;mg/L;l l当阴阳离子总浓度大于当阴阳离子总浓度大于1000 1000 ppmppm时要稀释时要稀释;l l含量未知的样品含量未知的样品:首先高度稀释首先高度稀释第33页，共34页，编辑于2022年，星期日（二）（二）过过 滤滤l l使用使用 0.45 0.45u um m过滤膜。可能的话，用过滤膜。可能的话，用0.20.2u um m过滤膜过滤膜;l l为保护分离柱，所有样品过滤为保护分离柱，所有样品过滤第34页，共34页，编辑于2022年，星期日