螯合IC测定过渡金属时的铁和铝干扰的消除.doc

螯合IC测定过渡金属时的铁和铝干扰的消除摘要：该方法用于解决分析复杂基体时常遇到的检测限及干扰问题的方法。选择性离子交换物质例如螯合树脂能在除去铁和铝的同时富集过渡金属。 关键词：离子色谱；铁；铝 1 前言 自然状态下常遇到的高浓度常规金属，例如铁、铝、碱金属及碱土元素，常干扰痕量过渡金属的测定。在原子光谱学技术中，有几种常用来最小化样品基体干扰的方法，其中包括光谱背景校正，标准加入法、样品稀释及阵列匹配。在柱后衍生法色谱分离技术中，高浓度的铁铝不仅干扰其他感兴趣元素的分离，也干扰它们的测定。样品稀释和标准加入法常用来降低基体干扰。这些方法都有助于使干扰最小化，但也导致了检测限和准确性的降低。 螯合浓缩技术提供给分析者一个解决分析复杂基体时常遇到的检测限及干扰问题的方法。选择性离子交换物质例如螯合树脂能在除去碱及碱土金属的同时富集过渡金属。这种选择性的消除过程已扩大到铁和铝。通过使用基体选择性络合试剂，95%到99%的铁和铝可被除去。而其他过渡金属则定量地保存下来。 2 仪器设备 螯合离子色谱系统由下面清单所列的组件组成。更详尽的细节，请参考戴安技术文献TN25中关于螯合离子色谱系统2的系统配置。 梯度泵模块（GPM-2, P/N37098）或高级梯度泵（AGP, P/N 43116） 样品富集模块（SCM, P/N 42134）、试剂输送模块（RDM, P/N 37030） 可变波长检测模块（VDM-2, P/N 39646, 内置或可移动检测池） 洗脱液脱气模块（EDM-2, P/N 39550）、洗脱液容器套装，玻璃的（P/N 38752）阀，4通，2000psi/13.7MPa (P/N 35914)，需3个 IonPac 膜反应器（P/N 35354，附加的）、编结反应管（P/N 39349） MetPac CC-1 柱（P/N 42156）、TMC-1 柱（P/N 42155） IonPac CG2（P/N 35370）、IonPac CG5（P/N 37029） AI-450或其他数据采集系统 2.1溶液和试剂 超纯的乙酸铵，2.0M，pH 5.5（1L, P/N 33440; 6L, P/N 33441） 超纯的硝酸，2.0M（1L, P/N 33442; 6L, P/N 33443） 超纯的硝酸铵，0.1M（1L, P/N 33445） 20mM焦磷酸/2.0M 乙酸铵、20%超纯氨水、超纯的冰醋酸 Chelex-100TM，50-100目 2.2条件 螯合富集 富集柱：MetPac CC-1,TMC-1 淋洗液1：20mM焦磷酸/2.0M 乙酸铵，pH 5.5 淋洗液2：2.0M 乙酸铵，pH 5.50.1 淋洗液3：1.0M 硝酸 淋洗液4：0.1M 硝酸铵，pH 3.40.3 分析色谱 分析柱：IonPac CS5 淋洗液：0.0060M PDCA(吡啶-2，6-2羧酸)，0.040M 氢氧化钠，0.090M乙酸 流速：1.0mL/min 柱后衍生 衍生试剂：0.5mM 4-(2-吡啶偶氮)间苯二酚，1.0M二甲基乙醇胺，0.5M氨水，0.3M碳酸氢钠 试剂添加：膜反应器或者T形混合器 试剂流速：0.5mL/min 反应器：堆积式或编结式反应管 检测器：VDM-2 或UDM, 520 或 530 nm 2.3试剂与溶液的准备 螯合富集中，需要三种浓缩试剂：硝酸、乙酸和氨水。超痕量水平的检测（亚ppb级），这些试剂必须是超纯的。如果检测高于5ppb的样品，高质量的痕量金属级试剂也可以使用。 准备Chelex-100用于淋洗液纯化 在1L的聚乙烯瓶中悬浮大约30克的Chelex-100树脂（50-100目）于300mL 2.0M的硝酸（痕量金属级）中。搅拌大约10min。轻轻倒去硝酸及过细的树脂颗粒。重复这种用酸清洁的步骤两次，然后用500mL去离子水冲洗。 淋洗液1：20mM焦磷酸/2.0M 乙酸铵，PH 5.5 溶解3.7克焦磷酸到1L 2.0M 乙酸铵，pH 5.5。把处理过的Chelex-100倒进溶液中，并用搅拌子搅拌，后把焦磷酸/乙酸铵溶液倒进一个玻璃的淋洗液容器中。 用于测定锰的淋洗液1：20mM焦磷酸/2.0M 乙酸铵，pH 8.5 溶解3.7克焦磷酸到1L 2.0M乙酸铵，pH 5.5。加500mL乙酸铵到溶液中，然后加60g（65mL）超纯的20%氨水。校准pH计到pH7。倒10mL这种缓冲液到一个小的容器（例如闪烁管，10mL的烧杯）中，测量pH值。 淋洗液2：2.0M 乙酸铵，PH 5.50.1 取600 mL 去离子或高纯水于一干净的1-L玻璃淋洗液容器中。称皮重。加入121 g (115 mL) 纯度很高的冰醋酸中，并混匀。在通风橱中缓慢加入120 g (130 mL) 纯度很高的20%氢氧化铵并混匀。摇晃瓶子使溶液完全混匀。将pH计校准在pH 7.0。 淋洗液3：1.0M 硝酸 取200 mL去离子或高纯水于一干净的1-L玻璃淋洗液容器中。加入179g (126mL)纯度非常高的硝酸。用去离子水稀释并定容至1.0 L，混匀。 淋洗液4：0.1M 硝酸铵，PH 3.40.3 取200 mL去离子水于一干净的1-L玻璃淋洗液容器中。加入8.9g (6.3 mL)纯度非常高的硝酸。然后加入7.6g (8.5 mL)纯度非常高的20%氢氧化铵。用去离子水定容至1.0 L并混匀。将pH计校准在pH 4.0。 PDCA（吡啶-2，6-2羧酸）储备液 取200 mL去离子水于一1-L干净聚乙烯瓶中。加32克（21mL）50%氢氧化钠并用转子搅拌。搅拌过程中，加入10.0g PDCA(吡啶-2，6-2羧酸)。继续搅拌大约10分钟或直到所有PDCA(吡啶-2，6-2羧酸)都溶解。稀释到1L并搅匀。 乙酸储备液 取200 mL去离子水于一干净1-L聚乙烯瓶中。加54克（52mL）痕量金属级乙酸并稀释到1L。 PDCA（吡啶-2，6-2羧酸）淋洗液 加100mLPDCA储备液和乙酸储备液到一升的玻璃淋洗液瓶中，稀释到1L，并标记上。淋洗液最终pH为4.6。 PAR（4-(2-吡啶偶氮)间苯二酚）柱后衍生试剂 直接在1L的塑料试剂储备瓶中准备PAR溶液。加31g（35mL）痕量金属级氨水到200g （200mL）去离子水中，然后加1.2g PAR，超声5分钟。用搅拌子搅拌几分钟以使PAR完全溶解。加500mL去离子水和89g 二甲基乙醇胺（DMAEOH）。溶液应该由红变成橙黄色。加25.4g碳酸氢钠搅拌至完全混匀。加入去离子水到容器颈部的刻度线，并搅拌。溶液最终的颜色是黄到橙黄。把试剂容器放到试剂储备池。 标准的准备 标准需当天配制。 过渡金属储备液 用可变体积的移液枪，加下面所列体积的1000ppm原子吸收标准到100mL容量瓶中，见表1。 表1 过渡金属储备液3 校准 3.1 单点校准标准 单点校准标准为以下浓度，用于校准，富集至少5mL这种溶液，如表2。 表2 单点标准校准3.2 多点标准校准 多点校准法需用4个浓度的标准液。用上面单点标准所述的步骤准备下面所说的标准。标准体积，储备液（L）L1 100；L2 200；L3 500；L4 1000。多点校准标准见表3。 表3 多点标准校准4 讨论 这篇应用文献讨论的是在含有高浓度的碱金属、碱土金属、铁和铝的复杂基体时测定痕量过渡金属的方法。铁和铝的去除是基于焦磷酸淋洗液及固定相中亚胺二乙酯功能团的中铁和铝不同的电选择性（MetPac CC-1）。其他过渡金属不被焦磷酸洗脱，定量保留在MetPac CC-1螯合树脂中。碱金属及碱土金属可以被乙酸铵从MetPac CC-1上洗脱。 在螯合样品前处理中仅用在线缓冲系统来选择性除去铁和铝也是可以的。离线缓冲含高浓度铁和铝（100ppm）的样品会导致铁和铝的沉淀。样品富集模块（SCM）装备有高压阀系统允许在线用已知浓度的缓冲溶液来中和酸化样品。在线缓冲系统的中和是瞬间的，样品的前富集过程在几分钟内发生。因此，水合金属离子的水解以及金属-氢氧根化合物在聚合物管内壁表面的吸附可以防止。 图1描述了选择性消除铁和铝的螯合富集过程。使用一种会选择性结合铁和铝的络合剂，这样能阻止浓缩过程中它们在螯合树脂上的吸附。这种方法不但防止高浓度下铁和铝的沉淀,也允许铁和铝高效地从MetPac CC-1柱上除去。这种相对稳定的金属-焦磷酸络合物在在线中和的步骤（原位）形成，不会与亚胺二乙酯相互作用，因为不会保