离子色谱原理
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－
ＣＯ３２－ ＨＣＯ３－
ＨＣＯ３－
＋ ＨＣＯ３ ２－ ＋ ＣＯ ＳＯ３ ４ － ＋ ＋ ＨＣＯ３－ ＋ＣＯ ２－ ３ ＋ ＋ ＨＣＯ３－ Ｃｌ－ ３－ ＋ ＨＣＯ ＋ ＨＣＯ３－ ＋ ＋ ＣＯ３２－
－
ＣＯ３２－ Ｃｌ－
ＨＣＯ３－
＋ ＨＣＯ３ ＋ ＳＯ４２－ ＋ ＋ ＨＣＯ３－ ＋ ＣＯ ２－ ３ ＋ ＋ ＨＣＯ３－ ＋ Ｃｌ－ ＋ ＨＣＯ３－ ＋ ＋ ＣＯ３２－
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:
2. 阳离子分析:
首推和首选的方法
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 检测 ： ： 离子交换分离（阴、阳离子交换分离柱） 电导检测（抑制型） 变色龙软件
HF, HCI, H2SO4 in H2CO3
Time
11309-02
阳极 废液
Na+, X-
在 NaOH 淋洗液中
废液
阴极
H2O, O2
H+
H + + O2 H2 O
H+ + OHH2 O H+ , X Na+
NaOH , H2 H2 + OH -
H+ , X- in H2O
H2 O
H2 O
检测器
H2 O
阳离子交换膜
自动连续再生阴离子抑制器中电化学反应和离子移动
＋ Cl ＝HCl Na＋H Cl ＝ NaCl 350 ＋＝ 76126 ＝426 50 ＋76
离子的当量电导
Cations Ion L (µ S cm-1) H+ 349,8
Anions Ion OHL (µ S cm-1) 198,6
FCISO42-
mS
Analytical Column (Anion Exchanger )
Hale Waihona Puke Baidu
Na2CO3 Background
Time
NaF, NaCI, Na2SO4 in Na2CO3
With Chemical Suppression
CIFmS H2CO3 SO42-
Na+
Anion Suppressor (Cation Exchanger) Waste H+
CISO42NO3MSA-*
76,4
80,0 71,5 48,8
Na+
K+
50,1
73,5
*MSA-: Methanesulfonate
常见阴离子的分析
（用 RFIC 作方法发展非常方便）
14
5 9 11 10 12 6 7 µS 1 23 8 4 13 14 17 19 16 15 18
色谱峰: [mg/L] 色谱柱: 淋洗液: IonPac AS18 KOH: 12–44 mmol/L from 0–5 min and 44–52 mmol/L from 8–10 min EGC-KOH用CR-ATC 30°C 1 mL/min 25 µ L 抑制电导, ASRS- ULTRA 自动抑制, 循环模式 1. 氟离子 2. 乙酸根 3. 甲酸根 4. 亚氯酸 5. 氯离子 6. 硝酸根 7. 亚硒酸 8. 亚硫酸 9. 硫酸根 10. 溴离子 0.5 2.5 1 5 3 6 10 10 10 10 11. 硒酸根 12. 硝酸根 13. 氯酸根 14. 磷酸根 15. 钼酸根 16. 钨酸根 17. 砷酸根 18. 硫氰酸 19. 铬酸根 10 10 10 10 10 10 10 10 10
Conductivity
Back Ground： H2CO3 (15μS) Retention time
The Role of Chemical Suppression
Without Suppression
Eluent (Na2CO3) Sample F-, CI-, SO42-
Counter Ions
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
－
ＣＯ３２－
ＣＯ３２－ ＨＣＯ３－
ＨＣＯ３－
＋ ＨＣＯ３－ ＋ ＳＯ４２－ ＋ ＋ ＨＣＯ３－ ＋ ＣＯ ２－ ３ ＋ ＋ ＨＣＯ３－ Ｃｌ－ ３－ ＋ ＨＣＯ ＋ ＨＣＯ３－ ＋ ＋ ＣＯ３２－
ＣＯ３２－ ＣＯ３２－ ＨＣＯ３－
Ｃｌ－
＋ ＨＣＯ３－ ２－ ＋ ＣＯ ＳＯ３ ４ ＋ ＋ ＨＣＯ３－ ＋ ＣＯ３２－ ＋ ＋ ＨＣＯ３－ ＋ ＨＣＯ３－ ＋ ＨＣＯ３－ ＋ ＋ ＣＯ３２－
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。
四、色谱分离机理
淋洗液
SO42NO3-
F-
临时性 过程
离子交换分离机理
ＣＯ３２－ ＳＯ４２－
＋ ＨＣＯ３ ＋ ＣＯ３２－ ＋ ＋ ＨＣＯ３－ ＋ ＣＯ３２－ ＋ ＋ ＨＣＯ３－ ＋ ＨＣＯ３－ ＋ ＨＣＯ３－ ＋ ＋ ＣＯ３２－
五、Conductivity Detection （电导检测）
Total conductivity = + + =o + o25e[ K( T – 25 ) ] ; i.e. 1.7 change/℃ Conductivity Detection is best when the analytes Has a pKa or pKb< 7 （4.5）
ＣＯ３２－
ＳＯ４２－ ＨＣＯ３－
ＨＣＯ３－
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
Conductivity Conductivity
～ ～
(700μS)
Retention time
NaF
NaCl
NaNO3 Na2HPO4
Na2SO4
～ ～
Back Ground： Na2CO3 / NaHCO3
(700μS)
Retention time
Waste
HF HCl HNO3 H3PO4 H2SO4
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
至检测池 电 极
溶液
检测池
Role of Suppressor（抑制器的作用）
NaF,NaCl,NaNO3 Na2HPO4,Na2SO4
Back Ground： Na2CO3 / NaHCO3
淋洗源: 温 度: 流 速: 进样量: 检测器:
-2
0
2
4
6 8 Minutes
10
12
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The fastest, easiest, most economical way to optimize IC separations
21407
数据处理：
离子色谱系统构成
淋洗淮贮 存罐 淋洗液输 送 泵
抑制器装置
抑制电导 检测 电导池
样品注射
保护柱 离子交换 分离 色谱工作站 分析柱
数据采集和仪 器控制
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；
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
History of Ion Chromatography 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
ＣＯ３２－ ＨＣＯ３－
ＨＣＯ３－
＋ ＨＣＯ３ ２－ ＋ ＣＯ ＳＯ３ ４ － ＋ ＋ ＨＣＯ３－ ＋ＣＯ ２－ ３ ＋ ＋ ＨＣＯ３－ Ｃｌ－ ３－ ＋ ＨＣＯ ＋ ＨＣＯ３－ ＋ ＋ ＣＯ３２－
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ＣＯ３２－ Ｃｌ－
ＨＣＯ３－
＋ ＨＣＯ３ ＋ ＳＯ４２－ ＋ ＋ ＨＣＯ３－ ＋ ＣＯ ２－ ３ ＋ ＋ ＨＣＯ３－ ＋ Ｃｌ－ ＋ ＨＣＯ３－ ＋ ＋ ＣＯ３２－
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:
2. 阳离子分析:
首推和首选的方法
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 检测 ： ： 离子交换分离（阴、阳离子交换分离柱） 电导检测（抑制型） 变色龙软件
HF, HCI, H2SO4 in H2CO3
Time
11309-02
阳极 废液
Na+, X-
在 NaOH 淋洗液中
废液
阴极
H2O, O2
H+
H + + O2 H2 O
H+ + OHH2 O H+ , X Na+
NaOH , H2 H2 + OH -
H+ , X- in H2O
H2 O
H2 O
检测器
H2 O
阳离子交换膜
自动连续再生阴离子抑制器中电化学反应和离子移动
＋ Cl ＝HCl Na＋H Cl ＝ NaCl 350 ＋＝ 76126 ＝426 50 ＋76
离子的当量电导
Cations Ion L (µ S cm-1) H+ 349,8
Anions Ion OHL (µ S cm-1) 198,6
FCISO42-
mS
Analytical Column (Anion Exchanger )
Hale Waihona Puke Baidu
Na2CO3 Background
Time
NaF, NaCI, Na2SO4 in Na2CO3
With Chemical Suppression
CIFmS H2CO3 SO42-
Na+
Anion Suppressor (Cation Exchanger) Waste H+
CISO42NO3MSA-*
76,4
80,0 71,5 48,8
Na+
K+
50,1
73,5
*MSA-: Methanesulfonate
常见阴离子的分析
（用 RFIC 作方法发展非常方便）
14
5 9 11 10 12 6 7 µS 1 23 8 4 13 14 17 19 16 15 18
色谱峰: [mg/L] 色谱柱: 淋洗液: IonPac AS18 KOH: 12–44 mmol/L from 0–5 min and 44–52 mmol/L from 8–10 min EGC-KOH用CR-ATC 30°C 1 mL/min 25 µ L 抑制电导, ASRS- ULTRA 自动抑制, 循环模式 1. 氟离子 2. 乙酸根 3. 甲酸根 4. 亚氯酸 5. 氯离子 6. 硝酸根 7. 亚硒酸 8. 亚硫酸 9. 硫酸根 10. 溴离子 0.5 2.5 1 5 3 6 10 10 10 10 11. 硒酸根 12. 硝酸根 13. 氯酸根 14. 磷酸根 15. 钼酸根 16. 钨酸根 17. 砷酸根 18. 硫氰酸 19. 铬酸根 10 10 10 10 10 10 10 10 10
Conductivity
Back Ground： H2CO3 (15μS) Retention time
The Role of Chemical Suppression
Without Suppression
Eluent (Na2CO3) Sample F-, CI-, SO42-
Counter Ions
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
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ＣＯ３２－ ＨＣＯ３－
ＨＣＯ３－
＋ ＨＣＯ３－ ＋ ＳＯ４２－ ＋ ＋ ＨＣＯ３－ ＋ ＣＯ ２－ ３ ＋ ＋ ＨＣＯ３－ Ｃｌ－ ３－ ＋ ＨＣＯ ＋ ＨＣＯ３－ ＋ ＋ ＣＯ３２－
ＣＯ３２－ ＣＯ３２－ ＨＣＯ３－
Ｃｌ－
＋ ＨＣＯ３－ ２－ ＋ ＣＯ ＳＯ３ ４ ＋ ＋ ＨＣＯ３－ ＋ ＣＯ３２－ ＋ ＋ ＨＣＯ３－ ＋ ＨＣＯ３－ ＋ ＨＣＯ３－ ＋ ＋ ＣＯ３２－
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。
四、色谱分离机理
淋洗液
SO42NO3-
F-
临时性 过程
离子交换分离机理
ＣＯ３２－ ＳＯ４２－
＋ ＨＣＯ３ ＋ ＣＯ３２－ ＋ ＋ ＨＣＯ３－ ＋ ＣＯ３２－ ＋ ＋ ＨＣＯ３－ ＋ ＨＣＯ３－ ＋ ＨＣＯ３－ ＋ ＋ ＣＯ３２－
五、Conductivity Detection （电导检测）
Total conductivity = + + =o + o25e[ K( T – 25 ) ] ; i.e. 1.7 change/℃ Conductivity Detection is best when the analytes Has a pKa or pKb< 7 （4.5）
ＣＯ３２－
ＳＯ４２－ ＨＣＯ３－
ＨＣＯ３－
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
Conductivity Conductivity
～ ～
(700μS)
Retention time
NaF
NaCl
NaNO3 Na2HPO4
Na2SO4
～ ～
Back Ground： Na2CO3 / NaHCO3
(700μS)
Retention time
Waste
HF HCl HNO3 H3PO4 H2SO4
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
至检测池 电 极
溶液
检测池
Role of Suppressor（抑制器的作用）
NaF,NaCl,NaNO3 Na2HPO4,Na2SO4
Back Ground： Na2CO3 / NaHCO3
淋洗源: 温 度: 流 速: 进样量: 检测器:
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6 8 Minutes
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The fastest, easiest, most economical way to optimize IC separations
21407
数据处理：
离子色谱系统构成
淋洗淮贮 存罐 淋洗液输 送 泵
抑制器装置
抑制电导 检测 电导池
样品注射
保护柱 离子交换 分离 色谱工作站 分析柱
数据采集和仪 器控制
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；
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
History of Ion Chromatography 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