8-离子色谱法-2010.ppt

1 离子交换色谱法及离子色谱法 IEC IC 2 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 g 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 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 5 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 选择性系数 对于强酸型阳离子交换树脂 当与金属离子M 接触时 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 20 m大孔型 孔径几十nm 粒径10 m 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30 m的固体惰性核上凝聚1 2 m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 14 阴离子抑制器 抑制器的作用 淋洗液 Na2CO3 分析柱 HF HCI H2SO4inH2CO3 NaF 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 H2O H Na 12943 样品F CI SO42 F SO42 CI F SO42 CI 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 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 45 m或0 22 m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 17M 0 22 m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 25 1943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