离子色谱原理

离子色谱基本原理及应用李艳玲Dionex中国有限公司上海代表处HistoryofIonChromatography离子色谱发展史1975年Small先生发表了第一篇有关离子色谱的文章第一台商品化的离子色谱仪诞生第一家离子色谱公司诞生——戴安公司2006年，戴安公司仪器销售已经达到50000台戴安公司是世界上最大的离子色谱公司，也在流体色谱公司中排名前三名什么是离子色谱?利用色谱技术测定离子态物质的方法色谱:用于分析的一种分离技术离子态物质:在水溶液中电离，具有+或–电荷的元素•阴离子：Ｃｌ－，ＮＯ2－，ＳＯ４２－，等•阳离子：Ｎａ＋，ＮＨ４＋，Ｃａ２＋等•有机化合物：有机酸、有机碱等离子色谱的几个基本概念一应用范围二仪器结构三流动相四分离机理五检测器一.应用范围1.阴离子分析:首推和首选的方法2.阳离子分析:碱金属碱土金属，有机胺和铵多元素同时测定，价态形态分析3.有机化合物:水溶性和极性化合物，有机酸，有机胺，糖类，氨基酸，抗生素二、离子色谱的基本构成输液系统:泵（用不被酸碱和络合剂腐蚀的PEEK材料。）样品进样：样品环进样(六通阀-定量环进样)分离：离子交换分离（阴、阳离子交换分离柱）检测：电导检测（抑制型）数据处理：变色龙软件离子色谱系统构成淋洗淮贮存罐泵保护柱分析柱抑制器装置电导池色谱工作站淋洗液输送离子交换分离抑制电导检测数据采集和仪器控制样品注射11811-02三、流动相对固定相亲合力，且不会与固定相反应1.阴离子分析流动相:弱酸盐，CO32-/HCO3-,OH-;2.阳离子分析流动相:矿物酸，硫酸，甲基磺酸；3.最新进展：只用水，不用化学试剂!只需控制电流，就可以产生不同浓度的流动相。SO42-NO3-F-四、色谱分离机理临时性过程淋洗液ＳＯ４２－ＣＯ３２－ＣＯ３２－ＨＣＯ３－ＨＣＯ３－ＨＣＯ３－ＨＣＯ３－ＨＣＯ３－＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋ＳＯ４２－ＣＯ３２－ＳＯ４２－ＣＯ３２－ＣＯ３２－ＨＣＯ３－ＨＣＯ３－ＨＣＯ３－ＨＣＯ３－Ｃｌ－＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋Ｃｌ－ＨＣＯ３－ＣＯ３２－ＣＯ３２－ＣＯ３２－ＨＣＯ３－ＨＣＯ３－ＨＣＯ３－ＨＣＯ３－ＨＣＯ３－＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋ＣＯ３２－ＳＯ４２－ＨＣＯ３－Ｃｌ－ＳＯ４２－Ｃｌ－ＨＣＯ３－ＣＯ３２－ＣＯ３２－ＨＣＯ３－ＨＣＯ３－ＣＯ３２－ＣＯ３２－ＣＯ３２－ＨＣＯ３－ＨＣＯ３－ＨＣＯ３－ＨＣＯ３－离子交换分离机理ＣＯ３２－ＨＣＯ３－ＣＯ３２－ＨＣＯ３－ＣＯ３２－ＨＣＯ３－ＨＣＯ３－ＣＯ３２－ＨＣＯ３－ＣＯ３２－＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋ＨＣＯ３－ＳＯ４２－ＣＯ３２－ＣＯ３２－ＨＣＯ３－ＨＣＯ３－ＨＣＯ３－Ｃｌ－＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋定性定量分析分析定性：根据不同离子的保留时间不同，进行定性影响保留时间参数：离子价数-待测离子的价数越高，保留时间越长离子大小-水合离子半径大，保留时间长极化度-易极化的离子则保留时间长酸的强度-如正磷酸盐与淋洗剂的pH有关分析定量：根据峰面积，积分定量分析五、ConductivityDetection（电导检测）Totalconductivity=++-=o+o25e[K(T–25)];i.e.1.7change/℃ConductivityDetectionisbestwhentheanalytesHasapKaorpKb7（4.5）没有选择性，检测所有离子态物质电导检测器测定溶液流过电导池电极时的电导率可检测大部分离子型化合物溶液至检测池电极检测池RoleofSuppressor（抑制器的作用）WasteBackGround：Na2CO3/NaHCO3(700μS)NaF,NaCl,NaNO3Na2HPO4,Na2SO4～～RetentiontimeConductivityNaFNaClNaNO3Na2HPO4Na2SO4BackGround：Na2CO3/NaHCO3(700μS)～～RetentiontimeConductivityHFHClHNO3H3PO4H2SO4RetentiontimeBackGround：H2CO3(15μS)Conductivity11309-02TheRoleofChemicalSuppressionEluent(Na2CO3)SampleF-,CI-,SO42-AnalyticalColumn(AnionExchanger)AnionSuppressor(CationExchanger)HF,HCI,H2SO4inH2CO3NaF,NaCI,Na2SO4inNa2CO3WasteH+WithoutSuppressionCounterIonsmSF-SO42-CI-F-SO42-TimemSTimeWithChemicalSuppressionCI-Na+Na2CO3BackgroundH2CO3自动连续再生阴离子抑制器中电化学反应和离子移动NaOH,H2H+废液废液阳极检测器H++O2H2+OH-H2OH2ONa+H++OH-H2OH+,X-H+,X-inH2OH2OH2OH2O,O2阳离子交换膜Na+,X-在NaOH淋洗液中阴极离子的当量电导AnionsCationsIonL(µScm-1)IonL(µScm-1)OH-198,6H+349,8CI-76,4Na+50,1SO42-80,0K+73,5NO3-71,5MSA-*48,8*MSA-:MethanesulfonateNa＋Cl＝NaCl50＋76＝126H＋Cl＝HCl350＋76＝426色谱柱:IonPacAS18淋洗液:KOH:12–44mmol/Lfrom0–5minand44–52mmol/Lfrom8–10min淋洗源:EGC-KOH用CR-ATC温度:30°C流速:1mL/min进样量:25µL检测器:抑制电导,ASRS-ULTRA自动抑制,循环模式色谱峰:1.氟离子0.511.硒酸根10[mg/L]2.乙酸根2.512.硝酸根103.甲酸根113.氯酸根104.亚氯酸514.磷酸根105.氯离子315.钼酸根106.硝酸根616.钨酸根107.亚硒酸1017.砷酸根108.亚硫酸1018.硫氰酸109.硫酸根1019.铬酸根1010.溴离子10常见阴离子的分析（用RFIC作方法发展非常方便）µSMinutes02468101214-21412345678910111213141516171819Thefastest,easiest,mosteconomicalwaytooptimizeICseparations21407