第三章环境监测.ppt

3 2光谱分析法3 2 1概述光谱分析法是一类重要的仪器分析法 是基于测量辐射的波长及强度来测定试样的光谱 这些光谱是由于物质的原子或分子的特定能级的跃迁所产生的 因此根据其特征光谱的波长可进行定性分析 而光谱的强度与物质的含量有关 故可以用于定量分析 根据电磁辐射的本质 光谱分析法可分为分子光谱及原子光谱 根据辐射能量传递的方式 光谱法又可分为发射光谱 吸收光谱等 下面分别简要地介绍 3 2 2原子吸收光谱法原子吸收光谱法又称原子吸收分光光度法 简称原子吸收分析法 它是基于从光源辐射出具有待测元素特征谱线的光 通过试样蒸气时被蒸气中待测元素基态原子所吸收 由辐射特征谱线光被减弱的程度来测定试样中待测元素含量的方法 原子吸收光谱法具有干扰少 准确度高 灵敏度高 测定范围广 操作简便 分析速度快等特点 但在测定不同元素时需要更换光源灯 使用不太方便 而且不利于同时进行多种元素的分析 对于多数非金属元素的测定尚有一定的困难 目前 原子吸收光谱法在冶金 地质 采矿 石油 轻工 农业 医药 卫生 食品及环境监测等方面得到广泛应用 3 2 2 1原子吸收光谱法基本原理原子吸收光谱法是利用待测元素原子蒸气中基态原子对该元素的共振线的吸收来进行测定的 但是 在原子化过程中 待测元素由分子解离成的原子不可能全部是基态原子 其中必有一部分为激发态原子 在一定温度下 当处于热力学平衡时 激发态原子数与基态原子数之比服从玻尔兹曼方程式 3 2 2 2原子吸收分光光度计原子吸收分光光度计有单光束型和双光束型两类 原子吸收分光光度计的构造原理如图3 2所示 可见原子吸收分光光度计一般由光源 原子化系统 光学系统及检测系统4个主要部分组成 3 2 2 3原子吸收光谱法测定条件的选择 1 分析线的选择 2 空心阴极灯电流 3 火焰 4 燃烧器高度 5 狭缝宽度除了上述测量条件的选择外 进行分析方法实验时 还应做标准加入回收实验 确定试样中有无干扰 以便选择控制或消除干扰 同时 还需确定分析方法的准确度和密度 3 2 3原子发射光谱法原子发射光谱法是根据原子所发射的光谱来测定物质的化学组分的 发射光谱分析的过程是如下进行的 使试样在外界能量的作用下转变成气态原子 并使气态原子的外层电子激发至高能态 当从较高的能级跃迁到较低的能级时 原子将释放出多余的能量而发射出特征谱线 对所产生的辐射经过摄谱仪器进行色散分光 按波长顺序记录在感光板上 就可呈现出有规则的谱线条 即光谱图 然后 根据所得光谱图进行定性鉴定或定量分析 利用光谱分析可以进行定性分析和定量分析 在合适的条件下 利用元素的特征谱线可以准确无误地确定哪种元素的存在 因此 光谱定性分析是很可靠的方法 既灵敏快速 又非常简便 光谱分析适宜于做低含量及痕量元素的分析 但不能用以分析有机物及大部分非金属元素 周期表上约70多种元素可以用光谱方法较容易地定性鉴定 这是光谱分析的出应用 3 2 4紫外吸收光谱分析紫外吸收光谱是由于分子中价电子的跃迁而产生的 紫外吸收光谱法是基于物质对紫外区域的光的选择吸收的分析方法 其原理与可见分光光度法基本相同 定量分析的基础仍然是朗伯 比尔定律 利用最大吸收波长 max 及吸收峰的形状可以进行物质的定性分析或分子结构的推测 大部分吸收光谱的研究都在约200 400nm的近紫外波长区域进行 目前较为普遍使用的是紫外及可见光分光光度计 可测波长范围为200 1000nm 紫外及可见光分光光度计要求使用氢灯或氘灯作为光源 单色器要用石英棱镜 或光栅 盛溶液的吸收池也要用石英制成 紫外吸收光谱分析与可见光区进行吸光光度分析相比 可用来进行在紫外区范围有吸收峰的物质的检定及结构分析 其中 主要是有机化合物的分析和检定 同分异构体的鉴别 物质结构的测定等 而且紫外光谱灵敏度高 准确度高 仪器简单 操作方便 因此它的应用是很广泛的 3 2 5红外吸收光谱分析红外吸收光谱又称为分子振动转动光谱 当一定频率的红外光照射分子时 如果分子中某个基团的振动频率和照射光的频率相同 则二者就会发生共振 光的能量通过分子的偶极矩的变化而传递给分子 分子吸收红外光后 振幅加大 振动能增加 即由原来的基态振动能级跃迁到较高的振动能级 如果不断改变红外光的频率并连续记录透光度 由于分子中有若干个基团 同一基团又有若干不同的振动形式 所以在不同的波长位置出现若干吸收峰 这就是红外吸收光谱图 与紫外和可见吸收光谱法一样 红外吸收光谱定量分析也是以朗伯一比尔定律为基础的 一般将分析波长选在被分析组分的特征吸收处 以避免其他共存组分的干扰 原则上 液体 固体和气体样品都可应用红外光谱法做定量分析 红外光谱在化学领域中的应用大体上可分为两个方面 即用于分子结构的基础研究和用于化学组成的分析 近年来发展了傅里叶变换红外分光光度计 它是基于光的相干性原理制造的干涉型红外分光光度计 具有测量时间短 灵敏度和分辨能量高 测量光谱范围广等优点 3 3气相色谱法3 3 1慨述气相色谱法是以气体为流动相 以液体涂渍于惰性载体上或以固体吸附剂为固定相的分析方法 前者为气液色谱 后者为气 固色谱 其分离原理是根据各组分在流动相和固定相间有不同的分配系数 当两相做相对运动时 试样中各组分便在两相中进行溶解 挥发或吸附 脱附的多次反复分配 达到彼此分离的结果 这种借在两相间分配原理而使混合物中各组分分离的技术 称为色谱分离技术 气相色谱仪是一种多组分混合物的分离 分析工具 其简单流程图如图3 3所示 载气由高压钢瓶供给 经减压阀减压后进入载气净化干燥管以除去载气中的水分 由针形阀控制载气的压力和流量 流量计和压力表用以指示载气的柱前流量和压力 再经过进样器 包括气化室 注入 如为液体试样 经气化室瞬间气化为气体 由不断流动的载气携带试样进入色谱柱将各组分分离 各组分依次进入检测器后出峰 检测器信号由记录仪记录 描绘出色谱峰 如上所述 试样中各组分经色谱柱分离后随载气依次流出色谱柱 经检测器转化为电讯号 然后用记录仪将各组分的浓度变化记录下来 即得色谱图 色谱图是以组分的浓度变化为纵坐标 流出时间为横坐标的 这种曲线称为色谱流出曲线 3 3 2气相色谱分析理论基础3 3 2 1气相色谱分离原理气 固色谱是根据固体吸附剂对试样中各组分的吸附能力的不同而进行组分分离的 气 液色谱主要是根据固定液 高沸点的有机物 对试样中各组分的溶解度的不同而进行组分分离的 试样经气化后 由载气带入色谱柱 被固定相溶解或吸附 随着载气的不断流过 被溶解或吸附的组分又从固定相中挥发或脱附 由于载气的不断流动 溶解 挥发 吸附 脱附的过程反复进行 经过一定柱长后 性质不同的组分就被彼此分离 物质各组分在固定相和流动相之间发生的溶解 挥发和吸附 脱附的过程称为分配过程 在一定温度下 组分在两相之间分配达到平衡时的浓度比称为分配系数 用K表示 一定温度下 各组分的分配系数是不同的 系数小的 在柱内停留时间短 先出峰 系数大的则在柱内停留时间长 后出峰 因此 各组分能彼此分离开来 3 3 2 1气相色谱分离原理的主要理论气相色谱的主要理论有塔板理论 速率理论等 塔板理论是用塔板的概念描述色谱柱中的分离过程 用板数的多少来评价色谱柱效能的高低 速率理论则把塔板理论的板高概念与影响板高的动力学因素结合在一起 从而找到影响板高的各种因素 促进色谱分离条件的选择 速率理论指出了影响柱效能的因素 填充均匀程度 担体粒度 载气种类 载气流速 柱温 固定相液膜厚度等对柱效能 峰扩张的影响 为色谱分离操作条件的选择提供了理论指导 3 3 3气相色谱分离条件的选择3 3 3 1色谱分离条件的指标评价色谱分离条件的指标主要有柱效能 选择性和分离度 下面分别讨论 1 柱效能通常用板数和有效板数作为柱效能的指标 板数越多 说明组分在柱中进行分配平衡的次数越多 越有利于分离 实际上 有效板数能更确切地作为衡量柱效能的指标 n n有效和分配比k值的关系为式中 k为分配比或容量因子 2 选择性样品中各组分在色谱柱中能否得到分离取决于各组分在固定相中分配系数的差异 不能将有效理论塔板数看作能否实现分离的依据 而应以选择性作为样品中各组分能否得到分离的依据 选择性是以难分离物质对的相对保留值r21表示的 3 分离度在色谱分析中 常遇到难分离物质对的分离问题 柱效能仅说明色谱柱的效率高低 却反映不出难分离物质对的真实分离效果 而选择性也只代表固定液难分离物质对的选择性保留 反映不出效率高低 因此 为判断难分离物质对在色谱柱中的分离情况 选用分离度R作为色谱柱的总分离效能指标 其定义为相邻两组分色谱峰的保留值之差与两组分色谱峰峰底宽度总和的一半的比值 3 3 3 2色谱分离条件的选择 1 载气及其流速的选择对一定的色谱柱和试样 有一个最佳的载气流速 此时柱效最高 在实际工作中 为了缩短分析时间 往往使流速稍高于最佳流速 选择载气时还应考虑对不同检测器的适应性 对于填充柱 N2的最佳实用线速为10 12cm s H2为15 20cm s 通常载气的流速习惯上用柱前的体积流速 mL min 来表示 也可通过皂膜流量计在柱后进行测定 若色谱柱内径为3mm N2的流速一般为40 60mL min H2的流速为60 90mL min 2 柱温的选择从速率方程可知 提高柱温可以加速气相和液相传质速率 有利于提高柱效 不过提高柱温也使纵向扩散加剧 因此要适当提高载气线速 以抑制不利因素 提高柱温 虽可加快分析速度 但会降低柱的选择性 导致分离度下降 还会加大固定液挥发流失 因此 一般选择柱温低于固定液最高使用温度 近似等于试样各组分的平均沸点或更低 对于多组分 沸程 最低与最高沸点之差 大于80 100 的样品 一般采用程序升温 即柱温按预定的加热速度随时间做线性或非线性的增加 多数采用线性升温 这样在初始温度 沸点低的组分早出峰 随着柱温的升高 较高沸点的组分也能较快流出 得到好的分离 3 色谱柱材质 内径及柱长的选择色谱柱可用金属和玻璃制成 金属柱具有使用方便的优点 但会使有些待测物催化分解 对于农药残流量的分析和痕量有害物质的分析多采用玻璃柱 色谱柱的内径越细 柱效越高 一般多采用2 4mm柱内径 在满足一定分离度的条件下 尽量用短的色谱柱 以实现快速分析 通常多选用内径为2 4mm 长1 4m的玻璃柱来分析痕量有害物质 4 固定液的性质和用量固定液是一种高分子聚合物 在操作温度范围内呈液体状态 挥发性很小 蒸气压很低 与待测物质不起化学反应 但却有较好的相溶性 选固定液时 一般根据 相似性原则 即固定液的性质与分离组分间有某些相似 如官能团 化学键 极性等相似时 分子间的作用力就强 组分在固定液中的溶解度就大 分配系数大 保留时间长 对于固定液的用量问题 一般来说 担体的表面积越大 固定液用量可以越高 允许的进样量就越多 为了改善液相传质 应使液膜薄一些 目前填充柱中盛行低固定液含量的色谱柱 固定液液膜薄 柱效能提高 并可缩短分析时间 但固定液用量太低 液膜太薄 允许的进样量也就越少 因此固定液的用量要根据具体情况决定 5 担体的性质和粒度担体的表面结构和孔径分布决定了固定液在担体上的分布以及液相传质和纵向扩散的情况 一般来说 要求担体表面积大 表面和孔径分布均匀 这样 固定液涂在担体表面上称为均匀的薄膜 液相传质就快 就可提高柱效 对担体粒度要求均匀 细小 这样有利于提高柱效 但粒度过细 阻力过大 会使柱压降增大 对操作不利 对3 6mm内径的色谱柱 使用60 80目的担体较为合适 6 进样时间和进样量进样速度必须很快 利用注射器或进样阀进样时 进样时间都应在1s以内 若进样时间过长 色谱峰扩张严重 甚至会改变峰形 进样量一般比较少 液体试样一般在0 1 5 L间 气体进样在0 1 l0mL间 进样量太多 会使几个峰叠在一起 分离不好 但进样量太少 又会使含量少的组分因检测器灵敏度不够而不出峰 最大允许进样量应控制在峰面积或峰高与进样量呈线性关系范围内 7 气化温度进样后要有足够的气化温度 使液体试样能瞬间气化 在保证试样不分解的情况下 适当提高气化温度对分离和定量有利 一般选择气化温度高于柱温30 70 3 3 4气相色谱检测器按检测原理的不同 检测器可分为浓度型和质量型两种 浓度型检测器给出信号强度取决于进入检测器载气中的组分浓度 如热导检测器和电子捕获检测器等 质量型检测器给出的信号强度与单位时间内由载气带入检测器中的组分质量有关 如氢火焰离子化检测器和火焰光度检测器等 以下简要介绍常用的检测器 3 3 4 1热导检测器 TCD 热导检测器检测原理是基于不同气体或蒸气具有不同的热导系数 热导池由池体和热敏元件构成 又可分双臂热导池和四臂热导池两种 由于热导检测器结构简单 灵敏度适宜 稳定性较好 而且对所有物质都有响应 因此是应用最广 最成熟的一种检测器 3 3 4 2氢火焰离子化检测器 FID 氢火焰离子化检测器以氢火焰为能源 离子室内有火焰喷嘴 收集极和发射极 它对含碳有机化合物有很高的灵敏度 一般比热导池检测器的灵敏度高几个数量级 能检测至10 12g s的痕量物质 特别适宜于大气和水中痕量有机物的分析 因其结构简单 灵敏度高 响应快 稳定性好 死体积小 线性范围宽 可达106以上 所以它也是一种较理想的检测器 3 3 4 3电子捕获检测器 ECD 电子捕获检测器是应用广泛的一种具有选择性 高灵敏度的浓度型检测器 它的选择性是指它只对具有电负性的物质 如含有卤素 硫 磷 氮 氧的物质 有响应 电负性愈强 灵敏度愈高 高灵敏度表现在能测出10 14g mL的电负性物质 电子捕获检测器常用于痕量的具有特殊官能团的组分的分析 如食品 农副产品中农药残留量的分析 大气 水中痕量污染物的分析等 3 3 4 4火焰光度检测器 FPD 火焰光度检测器是对含磷 含硫的化合物有高选择性和高灵敏度的一种色谱检测器 它主要由火焰喷嘴 滤光片 光电倍增管3部分组成 在环境监测中 常用于SO2 H2S 硫醇 石油精馏物含硫量及痕量残留农药的分析 3 3 5毛细管气相色谱3 3 5 1概述毛细管气相色谱的出现是气相色谱发展中的一个重要的里程碑 它使传统的填充柱 即在柱内均匀 紧密填充固定相的填充色谱柱在分离效率和分析速度两方面都提高到一个新的水平 毛细管气相色谱法是用毛细管柱作为气相色谱柱的一种高效 快速 高灵敏的分离分析方法 是1957年由GolayM J E 首先提出的 毛细管柱 capillarycolumn 又叫开口管柱 空心柱 可由不锈钢 玻璃等制成 不锈钢毛细管柱由于惰性差 有一定的催化活性 加上不透明 不易涂渍固定液 现已很少使用 玻璃毛细管柱表面惰性较好 表面易观察 因此长期在使用 但易折断 安装较困难 3 3 5 2毛细管气相色谱与填充柱气相色谱的比较现代的实验室用气相色谱仪大都是既可做填充柱气相色谱又可以进行毛细管气相色谱的色谱仪 在仪器设计上考虑了毛细管气相色谱仪的特殊要求 毛细管气相色谱仪的进样系统和填充柱气相色谱有较大的差别 色谱柱出口到检测器的联接和填充柱也有些区别 1 气源和流量控制系统2 进样系统3 色谱柱系统4 检测系统 3 3 5 3大内径厚液膜毛细管气相色谱柱1 大内径毛细管柱的特点所谓大内径毛细管柱 主要是指内径为0 53mm的弹性石英毛细管柱 其特点如下 a 可直接取代填充柱 即无需分流进样 b 分析速度快 比填充柱分析速度快 c 吸附性小 d 在较低的载气流速下柱效大大优于填充柱 e 多为交联型固定相 所以它的化学稳定性和热稳定性优于填充柱 2 大内径毛细管柱的主要柱参数大内径毛细管柱涉及柱内径和液膜厚度 它们都与色谱柱的柱效 柱容量 分配容量和分析时间有关系 a 柱内径从毛细管色谱的理论可知 柱内径增加 柱效会大幅度地下降 大内径毛细管柱是牺牲柱效来增加柱容量 提高流量 以便适应代替填充柱的要求 b 液膜厚度挥发性物质的分离 进样量要减小 因而检测灵敏度降低不利于痕量物质的分离检测 一般膜厚取0 2 0 5 m 但也常用膜厚为l m的管柱分离低沸点化合物 总之 厚液膜柱可以增加柱容量 降低活性 适于低沸点化合物的分析 当固定相进行交联之后 可进一步提高液膜厚度到5 6 m 甚至可高达8 m 以便适应代替填充柱的要求 3 3 6气相色谱的定性 定量方法3 3 6 1定性方法几种常用的定性方法有如下几种 1 利用保留值定性 2 利用加入纯物质增加峰高定性 3 利用相对保留值定性 4 保留指数定性 3 3 6 2定量方法1 归一化法当样品中所有组分都能显示色谱峰时 可用此法进行定量计算 2 内标法当样品所有组分不能全出峰 或者只要求测定样品中某几个组分时 可用此法 准确称取一定量的某纯物质作为内标物 加到准确称量的样品中 根据内标物和待测组分的峰面积计算待测物的质量分数 内标物应是样品中不存在的纯物质 加入量应接近于待测组分 同时要求内标物的色谱峰位于待测组分色谱峰附近 或几个待测组分色谱峰的中间 3 外标法取纯物质配成标准系列 分别取一定体积注入色谱仪 测出峰面积 做峰面积 或峰高 和浓度关系曲线 然后在同样条件下 注入同样量的样品 测出峰面积 或峰高 从标准曲线上查出待测组分的浓度 3 3 5气相色谱法应用范围与限制被分离物质无论是液体还是固体 有机物还是无机物 只要它们在气相色谱仪所能达到的工作温度下能 气化 并且不发生分解 原则上都可以采用气相色谱法 目前可达到的工作温度为 196 450 蒸汽压不小于20 1300Pa 而且对不分解 热稳定性良好 的气体 液体和固体物质都可进行分析 即物质的沸点大约在500 以下 相对分子质量在400以下 原则上都可用气相色谱法进行分离和分析 气相色谱法的缺点是对色谱峰的定性比较麻烦 可信度较差 对化学性质极为活泼及具腐蚀性的试样往往分析较为困难等 因而应用范围受到限制 3 3 6气相色谱在环境监测中的应用气相色谱法因其具有高效能 高灵敏度 快速 应用范围广 样品用量少且易于实现自动测定 能与多种仪器分析联用等优点 现已广泛应用于环境监测 成为环境污染物分析的重要手段之一 例如 GC FID法 色谱 火焰原子吸收分光光度法 可测定大气中的脂肪烃 苯系物 多环芳烃 烷基铅 邻苯二甲酸酯 有机物蒸汽 烟气中的乙炔 氯乙烯 H2S PH3 汽车尾气中的C1 C2烃 粉尘 烟雾和雨水中含有的有机物等 还可测定地面水和工业废水中的汽油 轻油 醇 醛 酮 酯 胺 酚类化合物 苯系物 烷基汞 多环芳烃等 GC ECD法 色谱 电子捕获法 可测定大气中的卤代烃 氮氧化物 有机氯农药 金属卤化物 镍 钼 铁 钴 铜 钨等金属羰基化物 也可对水体中有机氯农药 氯代苯 卤代烃 甲基汞 多氯联苯类 三氯乙醛 土壤 生物体中微量亚硝酸氮和硝酸氮进行测定 GC FPD法 色谱 火焰光度检测器 可测定大气和水体中的SO2 H2S CS2 有机硫 有机硫磷农药等 3 4高效液相色谱3 4 1概述高效液相色谱分析 HPLC 又称高压液相色谱分析 高速液相色谱分析 或现代液体色谱 是在液体柱色谱基础上 引入气相色谱的理论 采用高压泵 高效固定相和高灵敏度的检测器 实现了分析快速 分离效率高和操作自动化 高效液相色谱分析是20世纪60年代后期发展起来的一种分离分析技术 可用作液固吸附 液液分配 离子交换和空间排阻色谱分析 应用十分广泛 可以用于分析高沸点 热稳定性差 相对分子质量大于400的有机物质 高效液相色谱 HPLC 流程与气相色谱法相同 但HPLC以液体溶剂为流动相 载液 并选用高压泵送液方式 溶质分子在色谱柱中 经固定相分离后被检测 最终达到定性定量分析 目前 环境样品中存在的上百万种有机化合物中 色谱技术是其分析的主要手段 GC分析适用于可气化的有机组分 其数量约占有机物总和的20 HPLC分析适用于各种类型化合物 所以 高效液相色谱将成为最具发展潜力的分析手段 高效液相色谱是色谱技术的一个分支 气相色谱的理论基本适用于液相色谱 所不同的是液相色谱的流动相 载液 为液体 试样在液体中的扩散系数远远小于在气相中的扩散系数 大约是气相中的万分之一 高效液相色谱具有以下特点 1 高压高效液相色谱以液体作为流动相 这种液体称为载液 由于载液流经色谱柱时受到的阻力较大 为了使载液能迅速通过色谱柱 必须对载液施加高压 2 高速高效液相色谱由于采用了高压 载液流速快 因而所需的分析时间较之经典的柱色谱少得多 一般都小于1h 3 高效高效液相色谱分析的柱效能可达每米5000塔板 有时一根柱子可以分离100种以上的组分 4 高灵敏度由于采用了高灵敏度的检测器 最小检测量可达10 9g 甚至10 11g 5 可用于高沸点的 不能气化的 热不稳定的以及具有生理活性物质的分析一般来说 沸点在450 以下 相对分子质量小于450的有机物可用气相色谱分析 而这些物质只占有机物总数的15 20 而其余的80 85 则需要采用高效液相色谱分析 3 4 2高效液相色谱仪器高效液相色谱仪的构成 如图3 4所示 一般可分为4个主要部分 高压输液系统 进样系统 分离系统和检测系统 3 4 2 1高压输液系统由于高效液相色谱所用固定相颗粒极细 因此对流动相阻力很大 为使流动相较快流动 必须配备有高压输液系统 它是高效液相色谱仪最重要的部件 一般由储液罐 高压输液泵 过滤器 压力脉动阻力器等组成 其中高压输液泵是核心部件 3 4 2 2进样系统高效液相色谱柱比气相色谱柱短得多 约5 30cm 所以柱外展宽 又称柱外效应 较突出 柱外展宽是指色谱柱外的因素所引起的峰展宽 主要包括进样系统 连接管道及检测器中存在死体积 柱外展宽可分柱前和柱后展宽 进样系统是引起柱前展宽的主要因素 因此高效液相色谱法中对进样技术要求较严 进样装置一般有两类 1 隔膜注射进样器这种进样方式与气相色谱类似 它是在色谱柱顶端装一耐压弹性隔膜 进样时用微量注射器刺穿隔膜将试样注入色谱柱 其优点是装置简单 价廉 死体积小 缺点是允许进样量小 重复性差 2 高压进样阀 3 4 2 3分离系统 色谱柱色谱柱是液相色谱的心脏部件 它包括柱管与固定相两部分 柱管材料有玻璃 不锈钢 铝 铜及内衬光滑的聚合材料的其他金属 玻璃管耐压有限 故金属管用得较多 一般色谱柱长5 30cm 内径为4 5mm 凝胶色谱柱内径3 12mm 制备柱内径较大 可达25mm以上 一般在分离前备有一个前置柱 前置柱内填充物和分离柱完全一样 这样可使淋洗溶剂由于经过前置柱为其中的固定相饱和 使它在流过分离柱时不再洗脱其中固定相 保证分离柱的性能不受影响 根据固定相作用机理的不同 HPLC可分为液 固吸附色谱 液 液分配色谱 离子交换色谱和凝胶色谱等 吸附色谱装填的固定相为固体吸附剂 如硅胶 氧化铝等 溶质在固定相和流动相间的分配 表现为吸附作用 3 4 2 4检测系统高效液相色谱检测器的要求与气相色谱检测器的要求基本相同 衡量检测器性能的指标 如灵敏度 最小检测量 线性范围等 仍可沿用气相色谱的表示方法 在液相色谱中 有两种基本类型的检测器 一类是溶质性检测器 它仅对被分离组分的物理或化学特性有响应 属于这类检测器的有紫外 荧光 电化学检测器等 另一类是总体检测器 它对试样和洗脱液总的物理或化学性质有响应 属于这类检测器的有示差折光 电导检测器等 1 紫外检测器 2 荧光检测器 3 示差折光率检测器 4 电导检测器 3 4 3高效液相色谱法的分类高效液相色谱法根据分离机理的不同可分为4种类型 液液分配色谱 液固吸附色谱 离子交换色谱和空间排阻色谱 现分别简单介绍如下 1 液液分配色谱2 液固吸附色谱3 离子交换色谱4 空间排阻色谱 3 4 3高效液相色谱法在环境监测中的应用由于高效液相色谱的突出优点 它能分析高沸点的 相对分子质量大于400的有机物 还能分析和测定与生物 医学有关的大分子和离子型物质 易变的天然产物及各种高分子化合物和不稳定化合物 同时 它在环境监测方面的应用也十分广泛 在环境优先污染物的监测中成为重要的必不可少的分析手段 3 5离子色谱法3 5 1概述离子色谱简称IC 是以缓冲盐溶液做流动相 分离分析溶液中的各平衡离子 离子色谱仪在色谱柱机理 设备材质以及检测器等诸方面都有特殊要求 IC法在阴离子如F Cl Br NO3 NO2 SO42 PO43 等同时存在的多组分分析方面具有独特的优势 并且 已成为标准方法 应用于环境监测 电站 水文 地质 卫生防疫等领域 离子色谱是20世纪70年代美国DOW化学试剂公司Small等化学家提出并发展的一种新技术 它使用离子交换原理进行分离 用抑制柱扣除淋洗液的本底电导 用通电的电导检测器测定 离子色谱法具有以下特点 3 5 1 1离子色谱的优点a 能同时分析多种阳离子或阴离子 灵敏度高 检测范围为10 6 10 9数量级 b 样品用量少 实际用量在0 5 lmL范围内 且一般不需做复杂的前处理 c 检测线性良好 在3个数量级的浓度范围内呈直线 d 快速 分辨率高 3 5 1 2离子色谱的局限性a 在抑制柱中发生副反应的离子不能用IC分析 如重金属离子形成氢氧化物沉积在抑制柱上就不能测定 b 电离常数很小的酸 如碳酸 硅酸 氰根等 电导很低 一般pKA或pKB 7 不宜用IC