离子色谱仪的原理和应用教育课件

Na+、Ca2+: 谁先被洗出？为什么？
分离阳离子
4
3 µS
2
K+ Na+ NH4+
Mg2+ Ca2+
1
0 02
2019/12/2
4 6 8 10 12 14 Retention time (min)
阴离子交换树脂具有与样品中阴离子交换的基团。 阴离子交换树脂也可分为强碱性和弱碱性树脂。
阴离子交换树脂
至检测池
电 极
溶液
检测池
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电导检测
（ 样品：饮用水）
Column ： IonPac AG12A / AS12A Eluent ： 2.7mM Na2CO3
0.3mM NaHCO3 Flow rate： 1.2mL/min
20.0
15.0
Cl-
Detection： Conductivity (ASRS Recycle Mode)
(700μS)
Retention time
Conductivity
Conductivity
HF HCl
HNO3
H3PO4
H2SO4
wenku.baidu.com
Back Ground： H2CO3 (15μS)
Retention time
双柱离子色谱法
在分离柱后接上一个抑制柱,它的作用是降低 淋洗液本身的电导,相应地提高被测离子的检 测灵敏度。
阳离子交换：R—SO3H + M+ = R—SO3 M + H + 阴离子交换：R—NR4OH + X- = R—NR4 X + OH应用：离子及可离解的化合物，氨基酸、核酸等。
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典型的离子交换树脂是由苯乙烯和二乙烯苯交联共聚而成， 在基体上引入各种不同酸碱基团作为可交换的离子基团。
装样
（ＬＯＡＤ）
进样阀
开始分析
（ＩＮＪＥＣＴ）
废液
淋洗液
淋洗液
废液
样品
至分离柱 样品环
样品
至分离柱
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4 色谱柱
• 因为流动相是强酸 强碱，故柱子不能 是金属柱。包括泵、 管道、阀、色谱柱 和接头都要用 PEEK制成。
• IC能否是正相色谱？
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5 检测器
电导检测器
2019/12/2
二.离子色谱的特点
（1）分析速度快
可在数分钟内完成一个试样的分析；
（2）分离能力高 在适宜的条件下，可使常见的各种阴离子混
合物分离；例：使用双柱法，在十几分钟内，可 使七种阴离子完全分离。
（3）分离混合阴离子的最有效方法 （4）耐腐蚀，仪器流路采用全塑件，玻璃 柱
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第二节 离子色谱仪的组成
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ICS90
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离子色谱仪流程图
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1 液体贮罐
• 聚乙烯瓶或桶，使液体与大气隔离，洗 脱液应过滤、脱气。
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2泵
• 与HPLC泵相同，对泵的材料、流速范 围和对压力要求不同。
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3 定量环进样
单柱离子色谱法比双柱离子色谱法灵敏度低, 但仪器操作方便,对泵和检测器的腐蚀性弱。
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双柱离子色谱法
离子色谱通用的检测器是电导检测器,离子 色谱淋洗液为强电解质的酸碱溶液时，由于淋 洗液的电导本底值高,而被测物的浓度又大大 小于流动相电解质的浓度,这样难以测量由于 样品离子的存在而产生微弱电导的变化。
离子色谱仪 的原理和应
用
根据分离机理，离子色谱可分为： 离子交换色谱（重点） 离子排斥色谱 离子对色谱 …
2019/12/2
一. 离子交换色谱法的原理
固定相：离子交换树脂，阴离子型，阳离子型 流动相：酸性或碱性水溶液 基本原理：利用不同待测离子对固定相的离子交换能力的差 别来实现分离。
待测离子与离子交换树脂固定相上的带电荷基团发生可逆 交换反应：
检测具有电导性化合物的通用型检测器 离子色谱最常用的检测器
紫外－可见光度检测器
紫外直接吸收或可见光光度法测定选择性 强
荧光法检测器 电化学检测器
在特定的条件下可对某些化合物直接进行 氧化还原反应
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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
HF, HCI, H2SO4 in H2CO3
时间
SO42 -
12943
抑制器
提高待测离子的电导率：
提高灵敏度
Na+, Cl-
H+, Cl-
降低背景电导 (淋洗液) :
减少噪音
阳离子交换树脂上具有与阳离子交换的基团, 如-SO3-H+ ， 其中-SO3-和有机聚合物牢固结合形成固定部分，而H+是可流 动的，能为其它阳离子所交换:
R—SO3H + M+ = R—SO3 M + H +
阳离子交换树脂
强酸性 －SO3- H+ 弱酸性 －COO- H+
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2019/12/2
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淋洗液 (Na2CO3)
分析柱
抑制器的作用
样品 F , C- I , S- O42 -
不经过抑制：
F- CImS
SO42 -
废液
阴离子抑制
器
H2O
NaF, NaCl, Na2SO4 in Na2CO3
废液
Na+
H+
OH- H2O
时间
经过抑制：
CI F-
正极
负极
mS
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2019/12/2
废液
2019/12/2
抑制器的作用
Conductivity
NaF,NaCl,NaNO3 Na2HPO4,Na2SO4
Back Ground： Na2CO3 / NaHCO3
～～
(700μS)
Retention time
NaF NaCl NaNO3
Na2SO4
Na2HPO4
～～
Back Ground： Na2CO3 / NaHCO3
SO4-
uS 10.0
NO3-
5.0
F-
0
0
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5.00
10.00 Retention time(min)
15.00
离 子 非抑制型离子色谱仪（单柱型） 色 谱 抑制型离子色谱仪（双柱型） 仪
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单柱离子色谱法
直接用电导检测器检测。 淋洗液：低浓度,低电导率的弱电解质(有机弱 酸或有机弱碱）。苯甲酸，柠檬酸 能否用强电解质的淋洗液？
强碱性 N(CH3)3X
N(CH3)2X C2H4 OH
弱碱性 N R 2N H RN H 2
R—NR4OH + X- = R—NR4 X + OH-
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分离阴离子
8
FNO2-
mS
Cl-
NO3-
SO42-
Br-
HPO42-
0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 Retention time(min)