离子色谱水负峰对氟离子测定的干扰消除试验研究

离子色谱水负峰对氟离子测定的干扰消除试验研究离子色谱水负峰对氟离子测定的干扰消除
试验研究
第19卷第2期
2010年6月
矿冶
MINING&METALLURGY
Vo1.19,NO.2
June2010
文章编号:1005—7854(2010jO2—0094—03
离子色谱水负峰对氟离子测定的
干扰消除试验研究
张明星,李华昌,于力,汤淑芳
(1.桂林理工大学化学与生物工程学院,广西桂林541004;2.北京矿冶研究总院测试研究所,北京100044)
摘要:介绍了阴离子交换色谱法中水负峰对保留较弱的氟离子测定造成干扰的情况,并利用国产柱
与进口柱进行了相关的比较试验研究.找出了简单有效的消除水负峰对氟离子测定影响的方法.
关键词:离子色谱;氟离子;前处理;水负峰
中图分类号:0657.7文献标识码:A
STUDY0NTHEREM0VAL0FNEGATIVEPEAKOFWATERINTHE
DETERMINAT10N0FFLUORINEBYIONCHROMATOGRAPHY ZHANGMing—
xing,LIHua.chang,YULi,TANGShu-fang
(1.CollegeofChemistryandBiologyEngineering,GuilinUniversityofTechnology, Guilin5
41004,Guangxi,China;
2.Sub—
InstituteofAnalyticalChemistry,BeqingGeneralResearchInstituteofMiningand Metallur
gy,
Beijing100044,Chian)'
ABSTRACT:Inthispaper,severalmethodsofremovingthenegativepeakofwaterinthe deter
minationoffluo?
rinebyionchromat0graphyarediscussed.Andasimpleandefficientmethodisfo undtosolvet
hisproblem.
KEYWORDS:ionchromatography;fluorine;pretreatment;waternegativepeak 氟离子的存在对电镀工业中电镀槽中不溶性电极危害极大,当电镀液中氟离子浓度大于1mg/L时会造成电极中毒而失效….氟离子对环境也有较大的污染,例如工业污水中氟离子浓度必须在 10mg/L以下.此外,氟含量的测定在检验稀土产品纯度中起着重要的作用.离子色谱法是测定氟离子的重要方法之一,故有必要对离子色谱法测定氟离子进行相关的试验研究.
氟离子在阴离子交换分离柱中保留较弱,非常容易洗脱.其色谱峰常常与系统峰(水负峰)几乎在同一时间出现,所以,利用离子色谱法测定氟离子时首先要解决
的问题就是怎样消除系统峰(水负峰)对氟离子峰的干扰.早期的离子色谱工作者主收稿日期:2009—09—21
作者简介:张明星,在读硕士生.
要是通过采用较弱的淋洗液来实现对弱保留的阴离子分离,如利用四硼酸钠淋洗液可以将氟离子很好的分离.但是这种方法最大的缺点是淋洗液洗脱能力太弱,导致分析时间过长,难以同时分析其它阴离子,对保留较强的硫酸根等离子难以洗脱.随着工业生产对测试越来越高效的要求以及分析方法本身的发展,现在利用弱淋洗液淋洗测定氟离子的
方法很少有实际的应用价值,因此,本文专门针对如何消除水负峰的影响进行
了研究.
1买验部分
1.1主要仪器与试剂
CIC一200型离子色谱仪(青岛盛瀚色谱技术有限公司),五极电导检测器(青岛盛瀚色谱技术有限
公司),自循环再生抑制器(青岛盛瀚色谱技术有限公司),SH—AC一1分离柱(青岛盛瀚色谱技术有限张明星等:离子色谱水负峰对氟离子测定的干扰消除试验研究?95?
公司);SHZ一8型恒温箱;碳酸钠(优级纯,国药集团北京化学试剂有限公司),
碳酸氢钠(优级纯,国药集团北京化学试剂有限公司).氟离子标准溶
液:1000mg/L(国家标准物质中心),工作时再稀释成0.2mg/L;实验用水为高纯水(18.25MQ?em). 色谱工作站为HW一2000.
1.2色谱条件
分离柱:SH—AC一1;淋洗液:2.5mmol/L碳酸钠溶液+3.5mmol/L碳酸氢钠溶液;检测器:抑制型电导;流速:2.0mL/min;进样量:100IxL. 2结果与讨论
2.1条件试验
2.1.1淋洗液流速的影响考察
可以通过调节淋洗液流速来改变保留时间而并不明显地降低分离效率,淋洗液流速的改变可以改变水负峰的位置和待测离子的保留时间.然而试验表明:降低淋洗液流速,SH—AC一1柱并未能提高对水负峰与氟离子峰的分离能力,流速改变对水负峰与氟离子峰的影响是相同的.且随着流速的降低,强保留的硫酸根离子保留时间明显变大,如在
1.4mL/min的流速下硫酸根保留时间为20min,在正常工作流速
2.0mL/min时其保留时间为14min 左右.这使得通过降低流速来改善水负峰与氟离子峰的分离效果不可能也不具有实用价值. 2.1.2分离柱柱温的影响考察
离子的保留包括吸热和放热两种过程,可由改
—AC一1柱工作温变柱温来改变离子的选择性.SH
度上限是35?.试验表明,在柱温35?时水负峰与氟离子峰保留同步变弱,其分离情况与在正常工作温度25?时相比并未得到改善.
2.1.3淋洗液浓度配比的影响考察
配制浓度比分别为2.0mmol/L碳酸钠溶液; 4.0mmol/L碳酸氢钠溶液与
3.Ommol/L碳酸钠溶液;3.0mmol/L碳酸氢钠溶液,进行淋洗液试验.结果表明:随着碳酸钠溶液比例的降低,水负峰与氟离子峰的保留同步增强,分离效果未得到改善. 2.2待测样品溶液的配制与测定
将含有F一浓度约为0.2mg/L的某实际样品溶液过0.45m微孔滤膜进样;然后将已在底液中添加了2.2mmol/L碳酸钠,3.2mmol/L碳酸氢钠溶液的同一样品溶液作为待测液,过0.45m的微孑L滤膜进样测定.分离谱图如图1所示.
曲线1为待测液添加淋洗液母液处理后得到图1样品预处理前后F一离子色谱谱图 Fig.1ThedifferentICdiagramsofFbeforeand
afterpretreatmentofthesample
的谱图,曲线2为直接用水定容的标准溶液谱图. 通过比较曲线1,2可以看到,底液添加淋洗液母液后,水负峰对氟离子峰的影响得到明显的消除.
2.3水负峰消除的机理讨论及发展前景
在抑制型离子色谱中,仪器的设置是以淋洗液通过抑制器之后的洗脱液的背景电导为"零".洗脱液中任何一个层带的电导,大于经抑制后淋洗液的背景时为正峰,反之为负峰.样品溶液进入分离柱后,溶质离子保留在固定相上,样品"水"层经过
电导池时,由于水的电导小于经抑制后淋洗液的背景电导(即经过抑制器之后的弱酸),则出现负峰 (也称系统峰或水负峰).
用淋洗液稀释,定容待测液,以达到填补背景电导值,从而极大的减小水负峰的影响,从而实现对氟离子的分离与测定.这种方法往往带有较大的不确定性,在某些实际样品的检测中受到限制.例如离子色谱法中常用的淋洗液为碳酸钠与碳酸氢钠混合溶液,若样品中含有碳酸氢根,有可能在系统峰位置出现正峰,干扰氟离子的测定.一般来说最后配制成的待测液所含淋洗剂的浓度应略低于淋洗液,以获得微小且不干扰测定的水负峰.
应该说,从根本上解决水负峰对氟离子峰干扰的问题要依赖于分离柱固定相技术的发展.开发出氟离子保留较强的分离柱不但是分析测试工作者的要求,也是相关生产厂家重点关注的内容之一.朱岩介绍了几种相关性能较好的分离柱,如日本Yokogawa(横河)公司的ExcelPakICS—A23,用于水负峰和氟离子分离;瑞士万通(Metrohm)的Metrosep AnionSupp5,氟离子与水负峰在250mm色谱柱内得到很好
的分离;美国戴安(Dionex)公司的IonPac AS12A是为同时分析氟离子与其它矿物酸而建立的
3结论
本文介绍,比较了几种消除水负峰的方法.对 ?
96?矿冶
几种分离柱分离水负峰与氟离子峰的效果进行了研究,并进行了相关试验.我们也可以添加适量的淋洗液母液,水稀释,定容待测液,这样最大的好处就是能够调节水负峰的大小,根据样品的实际情况,避免系统峰正峰的出现,从而有效的对氟离子进行测定.简单有效的实现了消除水负峰的干扰,实现了对氟离子的测定.
参考文献:
[1]朱子平.离子色谱法测定电镀液中F一和cl[J].冶金分
析,2008,28(7):33—35.
[2]金芸.自动进样/离子色谱法测定土壤样品中的氟离子 [J].武汉科技学
院,2005,18(1O):65—67. (3]刘咏.碱熔一低压离子色谱测定稀土产品中微量氟[J].哈尔滨工业大学,2005,37(2):280—282. (4]高家隆,张光,白皓.无机离子色谱分析[M].西安:陕西师范大学出版社,1989.
[5]牟世芬,刘克纳,丁晓静.离子色谱方法及应用[M].北京:化学工业出版
社,2005..
(6]朱岩.离子色谱仪器[M].北京:化学工业出版社,2006. (上接第79页)
4结语
通过对HN150型碾混机进行改进和优化后,设备性能明显提高,混碾容量保持在150,250kg/次, 而设备的可连续运转时间预计由改进前的低于 lOOh提高到
500h以上,电机寿命由改进前的l,2
个月提高到一年以上.既保证了设备的性能稳定, 提高了设备的可靠性和运转率,又可降低运行的费用.
参考文献:
[1]陈晓JiJ,张暴暴,刘晓冰,等,并行工程的研究概况综述 [J].机械制
造,1999(3):9—11.
(2]刘念聪,王银芝,李宏穆,等.机械创新设计的概念及其技术内涵[J].矿山机械,2004(9):88—89. (上接第93页)
表5不同磨矿条件下褐铁矿的解离特征
Table5Limoniteliberationunderdifierent
grindingconditions 4结语
云南某铁矿石属以褐铁矿为主的高磷铁矿石, 铁品位为34.75%.矿石中主要的金属矿物为褐铁矿,占矿物中总铁的70.50%,其嵌布粒度不均匀, 嵌布细度基本上在20ixm以下,而且褐铁矿与脉石矿物共生紧密.有害元素磷的含量高达0.86%,主要以胶磷矿的形式存在,部分以类质同像的形式存在褐铁矿中.因此,在目前的经济技术条件下,开发利用该资源的难度比较大.
参考文献:
(1]周乐光.工艺矿物学[M].北京:冶金工业出版社, 2007.
(2]孙炳泉.近年我国复杂难选铁矿石选矿技术进展[J]. 金属矿
山,2006(3):l1—14.
[3]胡为柏.浮选[M].北京:冶金工业出版社.1997.。