离子色谱法2016讲解学习
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阳离子交换剂
苯乙烯
二乙烯基苯 2020/4/8
苯乙烯-二乙烯基苯树脂
阴离子交换剂
固定相组成: l、树脂载体: 一般为苯乙烯/二乙烯基苯，聚甲基丙烯酸酯， 硅酸盐 / 硅胶，羟乙基甲基丙烯酸酯 (HEMA)。 2、间隔基: 烷基链。 3、承载离子交换的基团。一般地，阳离子色谱的功能团为磺 酸基团，阴离子色谱的功能团为季铵盐基团。
2020/4/8
2020/4/8
图：化学抑制的792 Basic IC连接示意图
抑制器:有三根高容量、长寿命和易操作的微填充抑制柱，一根 在流路，一根用硫酸再生，一根用去离子水冲洗 。 其抑制柱填料为与分离柱型号相反的离子交换剂。如：分离阴 离子时，分离柱内填充碱性阴离子交换剂，抑制柱用强酸性高 容量的阳离子交换剂作填料。
2020/4/8
2020/4/8
二、离子色谱（IC）基本原理
阳离子分离机理：固定相和流动相竞争待测组份。 待测组份：Na+ 淋洗液为H2SO4
2020/4/8
阴离子分离机理：
待测组份： Cl淋洗液: NaHCO3水溶液
2020/4/8
三、电导检测
1 R
*
Kc
R = 电阻 [] Kc = 电导池常数 [1/cm] = 电导 [1/ or S]
做样时，在抑制柱中发生如下反应：
R-SO3– H+ + Na+ + Cl– 背景电导率 = 水 +CO2
2020/4/8
R-SO3– Na+ + H+ + Cl– （信号增加）
非抑制
高背景电导率 低灵敏度的阴离子 高灵敏度的阳离子
成本低
抑制
低背景电导率 高灵敏度的阴离子 (检测限低 2-4 个数量级) 高灵敏度的阳离子
（三）淋洗液组成和浓度对分离的影响
2020/4/8
阴离子非抑制
例：分离柱：分离柱内填充碱性阴离子交换剂R-NR3+
待测样品： NaCl, 待测组分：Cl淋洗液: NaHCO3水溶液 走淋洗液时，分离柱内填充碱性阴离子交换剂R-NR3+上结 合HCO3-离子，淋洗液不断冲洗柱子，当基线走平后 背景电导率 = 洗脱液的电导率
做样时，从分离柱出来的是样品和淋洗液，所测的电导率是 样品和淋洗液的电导率之和。
色谱峰的电导率 = 洗脱液 ＋ 样品
2020/4/8
阴离子抑制
例：分离柱：分离柱内填充碱性阴离子交换剂R-NR3+
待测样品： NaCl, 待测组分：Cl淋洗液: NaHCO3水溶液 走基线时，从分离柱中流出的淋洗液，到抑制柱中时发生如下反应：
R-SO3– H+ + Na+ + HCO3–
R-SO3– Na+ + H2O + CO2 （背景电导率降低）
目前，实验室所用的阳离子色谱的淋洗液为1.35mmol/L硫 酸。
2020/4/8
（1）阳离子交换色谱: 固定相 =阳离子交换剂 ( 例如：RSO3–)；流动相 =离子型液体 ( 例如：H2SO4 水溶液)。
Li+,Na+,NH4+,K+,Ca2+,Mg2+
2020/4/8
（2）阴离子交换色谱: 固定相 =阴离子交换剂 ( 例如：R-NR3+)； 流动相 =离子型液体 ( 例如：Na2CO3 水溶液)。
淋洗液
样品
F- C l- NO3- SO42- HPO42-
（F-\C l-\NO3-\SO4-\HPO42-)
分离柱
电导检测器
F- C l- NO3- HPO42- SO42-
2020/4/8
固定相——离子交换剂
是一类带有离子交换功能基团的固体颗粒（即离子交 换树脂），其结构是在交联的高分子骨架上结合可解离的 无机基团。阳离子交换剂和阴离子交换剂的树脂骨架基本 都是苯乙烯/二乙烯基苯的共聚物。
成本高
2020/4/8
792 标准型离子色谱仪：
五 、 仪 器 设 备 介 绍
2020/4/8
IC 泵 在线过滤
2020/4/8
进样阀 排气阀
MSM抑制器
2020/4/8
检测器 分离柱 蠕动泵
六、影响色谱分析的各种条件
• 色谱柱的选择 • 淋洗液的温度 • 淋洗液的浓度与组成 • 淋洗液的流速 • 淋洗液中的杂质
2020/4/8
离子色谱法（ion chromatography简称IC）是 1975年由美国DOW Chimical公司的Small, Stevens和 Bauman创立的一种离子分离分析技术。他们用低容量 薄壳型阳离子或阴离子交换树脂作为分离柱中的固定 相，强电解质溶液作流动相（也叫淋洗液），以电导 检测器为通用检测器。当淋洗液将试样带到分离柱时， 由于各种离子对离子交换树脂的亲合力不同，因此它 们分离开并依次被洗脱下来。
2020/4/8
流动相（淋洗液）:用于解吸和运载样品
常用的阴离子色谱的流动相为：碳酸盐/碳酸氢盐，氢氧 化钾，硼酸盐。
目前，实验室所用的阴离子色谱的淋洗液为1.7mmol/L碳酸 氢纳（NaHCO3）和1.8mmol/L碳酸纳（Na2CO3）的混合 液。
阳离子的流动相有：硝酸，酒石酸，酒石酸 / 吡啶二羧酸， 酒石酸 / 柠檬酸，磷酸二 氢钾，草酸 / 乙二胺 / 丙酮。
2、双柱离子色谱（化学抑制型离子色谱）
抑制器
洗脱液
泵
注射阀
分离柱
检测器
离子色谱Leabharlann Baidu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。由于淋洗液的电导値高，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 存在而产生微小电导的变化。抑制器的作用是降低淋洗液的电 导，相应地提高被测离子的检测灵敏度。
样品中的组份在分离柱分离后，通过检测器检测和定量。 电导检测器:电导检测器就是测量溶液中离子的电导率。 水溶液电导率单位常用uS/cm。
2020/4/8
四、抑制与非抑制
1、单柱离子色谱（非化学抑制型离子色谱）
洗脱液
2020/4/8
泵
注射阀
分离柱
检测器
2020/4/8图：非化学抑制的792 Basic IC连接示意图
2020/4/8
（一）离子色谱柱选择
1. 阴离子色谱柱 抑制型阴离子色谱及非抑制阴离子色
谱柱 2. 阳离子色谱柱 3. 有机酸离子色谱柱 4. 糖类离子色谱柱
2020/4/8
保留时间(min)
（二）淋洗液温度对分离的影响
14
12
10
8
6
4
2
0
20
25
30
35
40
45
2020/4/8
温度(℃）
SO42HPO42NO3BrNO2ClF-
苯乙烯
二乙烯基苯 2020/4/8
苯乙烯-二乙烯基苯树脂
阴离子交换剂
固定相组成: l、树脂载体: 一般为苯乙烯/二乙烯基苯，聚甲基丙烯酸酯， 硅酸盐 / 硅胶，羟乙基甲基丙烯酸酯 (HEMA)。 2、间隔基: 烷基链。 3、承载离子交换的基团。一般地，阳离子色谱的功能团为磺 酸基团，阴离子色谱的功能团为季铵盐基团。
2020/4/8
2020/4/8
图：化学抑制的792 Basic IC连接示意图
抑制器:有三根高容量、长寿命和易操作的微填充抑制柱，一根 在流路，一根用硫酸再生，一根用去离子水冲洗 。 其抑制柱填料为与分离柱型号相反的离子交换剂。如：分离阴 离子时，分离柱内填充碱性阴离子交换剂，抑制柱用强酸性高 容量的阳离子交换剂作填料。
2020/4/8
2020/4/8
二、离子色谱（IC）基本原理
阳离子分离机理：固定相和流动相竞争待测组份。 待测组份：Na+ 淋洗液为H2SO4
2020/4/8
阴离子分离机理：
待测组份： Cl淋洗液: NaHCO3水溶液
2020/4/8
三、电导检测
1 R
*
Kc
R = 电阻 [] Kc = 电导池常数 [1/cm] = 电导 [1/ or S]
做样时，在抑制柱中发生如下反应：
R-SO3– H+ + Na+ + Cl– 背景电导率 = 水 +CO2
2020/4/8
R-SO3– Na+ + H+ + Cl– （信号增加）
非抑制
高背景电导率 低灵敏度的阴离子 高灵敏度的阳离子
成本低
抑制
低背景电导率 高灵敏度的阴离子 (检测限低 2-4 个数量级) 高灵敏度的阳离子
（三）淋洗液组成和浓度对分离的影响
2020/4/8
阴离子非抑制
例：分离柱：分离柱内填充碱性阴离子交换剂R-NR3+
待测样品： NaCl, 待测组分：Cl淋洗液: NaHCO3水溶液 走淋洗液时，分离柱内填充碱性阴离子交换剂R-NR3+上结 合HCO3-离子，淋洗液不断冲洗柱子，当基线走平后 背景电导率 = 洗脱液的电导率
做样时，从分离柱出来的是样品和淋洗液，所测的电导率是 样品和淋洗液的电导率之和。
色谱峰的电导率 = 洗脱液 ＋ 样品
2020/4/8
阴离子抑制
例：分离柱：分离柱内填充碱性阴离子交换剂R-NR3+
待测样品： NaCl, 待测组分：Cl淋洗液: NaHCO3水溶液 走基线时，从分离柱中流出的淋洗液，到抑制柱中时发生如下反应：
R-SO3– H+ + Na+ + HCO3–
R-SO3– Na+ + H2O + CO2 （背景电导率降低）
目前，实验室所用的阳离子色谱的淋洗液为1.35mmol/L硫 酸。
2020/4/8
（1）阳离子交换色谱: 固定相 =阳离子交换剂 ( 例如：RSO3–)；流动相 =离子型液体 ( 例如：H2SO4 水溶液)。
Li+,Na+,NH4+,K+,Ca2+,Mg2+
2020/4/8
（2）阴离子交换色谱: 固定相 =阴离子交换剂 ( 例如：R-NR3+)； 流动相 =离子型液体 ( 例如：Na2CO3 水溶液)。
淋洗液
样品
F- C l- NO3- SO42- HPO42-
（F-\C l-\NO3-\SO4-\HPO42-)
分离柱
电导检测器
F- C l- NO3- HPO42- SO42-
2020/4/8
固定相——离子交换剂
是一类带有离子交换功能基团的固体颗粒（即离子交 换树脂），其结构是在交联的高分子骨架上结合可解离的 无机基团。阳离子交换剂和阴离子交换剂的树脂骨架基本 都是苯乙烯/二乙烯基苯的共聚物。
成本高
2020/4/8
792 标准型离子色谱仪：
五 、 仪 器 设 备 介 绍
2020/4/8
IC 泵 在线过滤
2020/4/8
进样阀 排气阀
MSM抑制器
2020/4/8
检测器 分离柱 蠕动泵
六、影响色谱分析的各种条件
• 色谱柱的选择 • 淋洗液的温度 • 淋洗液的浓度与组成 • 淋洗液的流速 • 淋洗液中的杂质
2020/4/8
离子色谱法（ion chromatography简称IC）是 1975年由美国DOW Chimical公司的Small, Stevens和 Bauman创立的一种离子分离分析技术。他们用低容量 薄壳型阳离子或阴离子交换树脂作为分离柱中的固定 相，强电解质溶液作流动相（也叫淋洗液），以电导 检测器为通用检测器。当淋洗液将试样带到分离柱时， 由于各种离子对离子交换树脂的亲合力不同，因此它 们分离开并依次被洗脱下来。
2020/4/8
流动相（淋洗液）:用于解吸和运载样品
常用的阴离子色谱的流动相为：碳酸盐/碳酸氢盐，氢氧 化钾，硼酸盐。
目前，实验室所用的阴离子色谱的淋洗液为1.7mmol/L碳酸 氢纳（NaHCO3）和1.8mmol/L碳酸纳（Na2CO3）的混合 液。
阳离子的流动相有：硝酸，酒石酸，酒石酸 / 吡啶二羧酸， 酒石酸 / 柠檬酸，磷酸二 氢钾，草酸 / 乙二胺 / 丙酮。
2、双柱离子色谱（化学抑制型离子色谱）
抑制器
洗脱液
泵
注射阀
分离柱
检测器
离子色谱Leabharlann Baidu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。由于淋洗液的电导値高，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 存在而产生微小电导的变化。抑制器的作用是降低淋洗液的电 导，相应地提高被测离子的检测灵敏度。
样品中的组份在分离柱分离后，通过检测器检测和定量。 电导检测器:电导检测器就是测量溶液中离子的电导率。 水溶液电导率单位常用uS/cm。
2020/4/8
四、抑制与非抑制
1、单柱离子色谱（非化学抑制型离子色谱）
洗脱液
2020/4/8
泵
注射阀
分离柱
检测器
2020/4/8图：非化学抑制的792 Basic IC连接示意图
2020/4/8
（一）离子色谱柱选择
1. 阴离子色谱柱 抑制型阴离子色谱及非抑制阴离子色
谱柱 2. 阳离子色谱柱 3. 有机酸离子色谱柱 4. 糖类离子色谱柱
2020/4/8
保留时间(min)
（二）淋洗液温度对分离的影响
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温度(℃）
SO42HPO42NO3BrNO2ClF-