仪器分析实验 (24).pdf

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1、操作过程中离子色谱基线漂移的原因分析 摘要 离子色谱仪作为一种常用的分析仪器，是水行业进行水质分析与监测的重要工具。在离子色谱法中，对最终结果的准确性及精确性产生影响的因素很多。其中基线噪声大小、是否稳定对水 样中被测组分的准确检出尤为重要。重点介绍了在实际操作中造成基线漂移的各种原因以及相应 的解决办法。关键词 离子色谱基线漂移分析泵抑制器电导检测器 离子色谱作为液相色谱的一个分支，它能够快 换树脂来分离离子。速、准确地对大量无机离子进行分离和分析。我国(2)离子对色谱。主要用于疏水性阴离子以及 从20世纪80年代开始引进离子色谱仪，在短短20 金属络合物的分离。年间，因其简单、快速、精确的

2、特点而被广泛地应用 (3)离子排斥色谱。它主要根据Donnon膜排于各行各业。随着净水技术的日新月异以及原水水 斥效应，电离组分受排斥不被保留，而弱酸则有一定质的不断恶化，在制水过程中产生的消毒副产物也 的保留原理制成的。主要应用于分离有机酸以及无变得越来越复杂，为了满足人们对高品质生活的追 机含氧酸根等L2。求，保证生活饮用水的安全，2007年7月1日正式 离子色谱仪由流动相输液系统、进样系统、分离 实施的生活饮用水卫生标准中新增加了71项饮 系统、抑制或衍生系统、检测系统及数据处理系统等用水水质指标，总计106项。其中对于饮用水中所 几部分组成，见图1。含的F一、CIOi-、C10f、Br

3、of等离子成分检测，离子 色谱仪法是目前最简便、快速、准确的检测方法。以 图1离子色谱构件 下就离子色谱仪在水质检测应用中，各种因素对基 3基线漂移对检测结果的影响 线稳定性的影响进行研究。I 造成基线漂移的原因有很多种，环境、温度、电 1仪器与试剂 压等变化都会引起基线的变化。而基线的变化直接 戴安ICS一1500型离子色谱仪，A$40自动进样 影响样品结果的准确性，往往微小的漂移都会造成 器；色谱柱：Dionex IoPac AS9一HC Analytical Col-样品数值较大的偏差。图2是比较明显的基线漂 umn(4250 mm)+onPAC AG9一HC Guard(4 移。表1则

4、是在基线漂移的情况下，以NOg为例 50 mm)；抑制器：柱加热装置；ASRS UI。TRA 作的标准品测试(标准值为2 mgI。)，试验表明测试(4 mm)阴离子抑制器；检测器：恒温电导检测器；淋 结果与标准值之间的误差接近10。严重影响了洗液：9 mmolI。Na2C03；流量：l mI。rain。数据测试结果的准确性。2离子色谱的原理与构造 0100 0050 离子色谱是一种广泛应用于测定阴离子及阳 0000-0050 离子的现代化分析仪器，具有高效、快速、准确的特 0100 加150 点。按照其分离原理可将离子色谱分为三种类型。-0 200-0250(1)离子交换色谱。主要原理是应用离

5、子交换-0300 的原理，使亲水性的阴、阳离子在流动相(淋洗液)的 时问min 作用下得到顺序分离。它采用低交换容量的离子交 图2漂移的基线 给水排水V0137 No1 2011 39 万方数据 表1 基线漂移情况下测定的数据 另外环境温度对分析泵的影响也不容忽视。保留时问 峰高 标准浓度 测试浓度 相对偏差 当室内温度过低，如低于lO时，压力会出现明 标准物 niln uS mgl。mgI。显增大，造成基线波动，也是造成基线漂移的一个 硝酸盐 因素3|。1185 1927 20 219 95(N()f)42分离柱造成的影响 为了避免出现较大的误差，就必须及时发现基 分离柱是离子色谱的心脏，直

6、接影响样品测试线的漂移现象，再通过改进设计、更换部件、控制环 的最终结果，所以对分离柱的保养和维护是极其重境因素等来加以消除。要的。由分离柱造成的基线漂移，多数情况下是分 4造成离子色谱基线漂移的原因分析 离柱受到了污染，可以通过清洗来去除。无机离子 41分析泵造成的影响 污染物如I一、SCN一、Cr04等都会保留在柱内，使 分析泵是离子色谱的重要组成部件，分析泵的 得分离柱失效。同时有机污染物粘附在柱内也会使 作用是通过梯度浓度的方式在高压下将淋洗液由进 分离柱失效2。对分离柱保养大致可分为以下几个 样阀输送到色谱柱内并对待测物进行洗脱。分析泵 步骤：的最大压力为35 MPa，压力波动l，流

7、动范围在 (1)经常清洗色谱柱。方法为用去离子水清洗 00550 mI，。柱10 min左右；用90 mmolI。Na2C03淋洗液(将分析泵的压力波动会产生噪音，这是造成基线 近平时淋洗液的10倍浓度)进行冲洗3060 min。漂移的一个原因。而分析泵的不稳定主要又受到压 (2)在进高浊度水样时要事先进行过滤，防止 力、环境温度的影响。杂质堵塞色谱柱；此外如果水样中有机物含量较高，在仪器初次启动或者更换淋洗液时要进行脱气 可以事先用C18滤膜进行过滤防止有机污染。与排泡。因为管路内的气泡易进入泵体，造成压力 (3)色谱保护柱的过滤片要经常更换，防止杂 的不稳定，是产生噪音以及基线波动的一个因

8、素。物堆积导致泵压变化，影响基线的稳定性4。具体排除方法是在更换好淋洗液后，在关闭分析泵 43抑制器造成的影响 的情况下，打开系统淋洗阀并打开启动阀，使淋洗液 抑制器可大大降低背景电导，达到较好的信噪流出约30 S后再关闭启动阀并打开废液阀，若有气 比。抑制的稳定直接影响基线的稳定性。通过试验泡则可看见气泡随管路排出，结束后便可关闭废液 发现抑制器m问题，则基线信号会不断上升或者降阀，并可开启分析泵进行下一步T作。如果脱气排 低，测试样品会产生较大的数值偏差。见表2和泡后，泵压仍然不稳定，那有可能是单相阀堵塞或者 表3。有异物存在，导致流量不稳定，压力波动过大，影响 表2抑制器正常情况下数据

9、了基线。此时可将单相阀卸下，在去离子水中用超 保留时间 峰高 标准浓度 测试浓度 相对偏差 声波清洗1530 min，再按原方法进行脱气。标准物 mIn uS mgI。mgI。不规范的进样方式同样也会导致基线波动甚至 硝酸盐 1185 3432 4 416 4(N0f)漂移。一般情况下进样的方法采用手动或自动进样 器。手动进样，一般进样体积在15 mL，是通过注 硫酸盐 1879 6496 40 41-06 27(stS；一)射器将样品直接注入六通阀内，值得注意的是在进 表3抑制器非正常情况下数据 样过程中，特别在用注射器将样品注入时不能将气 泡一同注入，一定要将注射器内气泡赶尽，方可进 标准

10、物 保留时间 峰高 标准浓度 测试浓度 相对偏差 1311n uS mg1 mg1 样。自动进样器相对于手动进样情况要好。与更换 硝酸盐 1185 3432 4 436 9 淋洗液一样，进样时气泡的带入会使得泵体的压力 (N0f)产生波动。造成信号不稳，基线的噪音加大，以至影 硫酸盐 1879 6496 40 4309 77 响基线的走势。(SOi一)40给水排水VoL37 No1Jill 万方数据 相比之下抑制能力的好坏对最终结果存在较大 0 的影响。为了使抑制器能够长时间正常运作，平时 O 维护必不可少。值得注意的是在操作过程中，不要 釜。-0 在抑制器不丁作的情况下长时间走淋洗液，因为长

11、 誊一0-0 时间的淋洗会使Na：CQ或者NaHCO。等弱碱性 0-0 盐类吸附在抑制器内部的膜上，影响抑制效果，导致基线漂移；同时如果抑制器长时间不使用，要对抑制 器进行水封。方法是用去离子水反向从抑制器的人 图3正常情况下淋洗液通过反压管后信号 口打人15 mI。，速度要慢，然后再将抑制器封住即 0120 O 100 可。同理，新的抑制器在第一次使用时也要进行去 0 088 们0 075 0 063 离子水活化，方法也是一样的。坦0 050 44电导池造成的影响 鹫0000：3；OOl 3 0000 在抑制器正常开启的状态下。背景电导应该越-0020 来越低，电导检测器也越来越稳定。但当电

12、导池不稳定的情况下，基线就会产生漂移，造成漂移的可能 图4非正常情况F淋洗液通过反压管后信号 原因有如下几种：5结论(1)检测器内有气泡，造成基线抖动。在每次 通过以上分析可以发现，淋洗液的更换、环境温 更换淋洗液的时候一定要进行排气脱泡；如果还是 度的变化、系统压力的变化、分析泵、抑制器的稳定、有气泡带人，可以增加将废液管的长度，使得反压增 分离柱的分离效果以及受污染程度甚至空气的波动 大，有助于排除气泡。等都有可能造成离子色谱基线不稳定。为了保证水(2)电导检测器有泄漏发生，造成基线无规律 样分析最终结果的准确性，在离子色谱的使用过程 的上下抖动。此时要注意检查整个系统管路，以及 中，要密

13、切关注离子色谱图图形的变化是否规则以 所有接头，如发现有松动或脱落要及时拧紧或更换。及基线是否稳定，从而正确判断造成水样最终检测(3)另外环境尉素对于电导检测器也会造成影 结果不准确的原因，并作出相应措施，确保水样检测 响。如实验室存在空气的大面积流通，会使检测器 结果的准确性。产生波动，使得基线大范围波动。尤其是在实验室 装有强排风系统的环境下T作，会对电导检测造成 参考文献 影响，基线发生剧变。所以在进行离子色谱时，应尽 1陆幽芳陈守建离子色谱法在水质分析中应用见：第十届全国 量避免在有强排风的工作环境中操作。离子色谱报告会论文集7980 45引起基线漂移的排查方法 2朱岩离子色谱原理及其

14、应用杭州：浙江大学出版社2002 当无法确定造成基线漂移的原因时，可将分离 3王莉DX一100离子色谱仪的维护及系统压力升高原因和故障排 除天津市环境监测中心使用与维修。2006。(5)：55 柱从系统中卸下，同时卸下保护柱。用反压管直接 4扬永珍离子色谱常见故障的排除苏州市计量测试研究所 接入六通阀与抑制器之问，使得淋洗液不经过分离 柱而直接进入抑制检测系统。正常的情况下 9 mmolI。Na。CO。淋洗液经过抑制器后基线信号 应该近乎与X轴平行(见图3)，如果产生漂移则说 明是抑制器或者电导池存在着一定的问题。当撤去 反压管接上分离柱后出现了图4的现象，则说明是 分离柱的问题引起基线的漂移。万方数据