离子色谱检测方法

‘壹’ 离子色谱的原理

离子色谱 是高效液相色谱（HPLC）的一种，是分析阴离子和阳离子的一种液相色谱方法。 狭义而言,离子色谱法是以低交换容量的离子交换树脂为固定相对离子性物质进行分离, 用电导检测器连续检测流出物电导变化的一种色谱方法。《离子色谱原理与应用》中对离子色谱法的定义是：利用被测物质的离子性进行分离和检测的液相色谱法。

基本原理
离子色谱的分离机理主要是离子交换，有3种分离方式，它们是高效离子交换色谱（HPIC）、离子排斥色谱 （HPIEC）和离子对色谱（MPIC）。用于3种分离方式的柱填料的树脂骨架基本都是苯乙烯-二乙烯基苯的共聚物，但树脂的离子交换功能基和容量各不相同。HPIC用低容量的离子交换树脂，HPIEC用高容量的树脂，MPIC用不含离子交换基团的多孔树脂。3种分离方式各基于不同分离机理。HPIC的分离机理主要是离子交换，HPIEC主要为离子排斥，而MPIC则是主要基于吸附和离子对的形成。

离子交换色谱
高效离子交换色谱[1]，应用离子交换的原理，采用低交换容量的离子交换树脂来分离离子，这在离子色谱中应用最广泛，其主要填料类型为有机离子交换树脂，以苯乙烯二乙烯苯共聚体为骨架，在苯环上引入磺酸基，形成强酸型阳离子交换树脂，引入叔胺基而成季胺型强碱性阴离子交换树脂，此交换树脂具有大孔或薄壳型或多孔表面层型的物理结构，以便于快速达到交换平衡，离子交换树脂耐酸碱可在任何pH范围内使用，易再生处理、使用寿命长，缺点是机械强度差、易溶易胀、受有机物污染。

硅质键合离子交换剂以硅胶为载体，将有离子交换基的有机硅烷与基表面的硅醇基反应，形成化学键合型离子交换剂，其特点是柱效高、交换平衡快、机械强度高，缺点是不耐酸碱、只宜在pH2-8范围内使用。

离子交换色谱是最常用的离子色谱。

检测方法
离子色谱的检测器分为两大类，即电化学检测器和光学检测器。电化学检测器包括电导、直流安培、脉冲安培和积分安培；光化学检测器包括紫外-可见和荧光。

随着离子色谱的广泛应用，离子色谱的检测技术已由单一的化学抑制型电导法发展为包括电化学光化学和与其他多种分析仪器联用的方法。 1、抑制电导检测法；2、直接电导检测法；3、紫外吸收光度法；4、柱后衍生光度法；5、电化学法；6、与元素选择性检测器联用法。

‘贰’ 离子色谱法测定水中阴离子

离子色谱是色谱法的一个分支，离子色谱法是利用被分离物质在离子交换树脂上交换能力的不同，从而连续对共存多种阴离子或阳离子进行分离、定性和定量的方法。

二、注意事项:

1、查淋洗液与分离柱是否一 致:是否过期，是否满足当天的需悉搏要，废液桶的容量。

2、接通气路并调节气压至操作压力：压缩气瓶的输出压力、淋洗液瓶的压力。

3、排除气泡:根据实际情况进行，淋洗液加压后旋松废液阀，开泵冲洗1 ~2分钟后，停泵，旋紧废液阀。

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‘肆’ 离子色谱法基本原理

离子色谱法基本原理是离子色谱法(ion chromatography, IC) ，是高效液相色谱法的一种，是分析离子的一种液相色谱法。

目前，离子色谱法已经在能源、环境、冶金、电镀、半导体、水文地质等方面广泛应用，并且开始进入了与生命科学有关的分析领域。我国从80年代初期引进离子色谱仪，开始了离子色谱的应用研究工作，同时也开始谨罩了仪器燃腔的研制，目前已能生产离子色谱仪。随着离子色谱技术的发展，离于色谱仪在我国的应用将日益普及。

‘伍’ 离子色谱法测定锂、钠、钾、钙、镁、铵

方法提要

水样中阳离子Li⁺、Na⁺、NH⁺₄、K⁺、Mg²⁺、Ca²⁺，随盐酸淋洗液进入阳离子分离柱，根据离子交换树脂对各阳离子的不同亲和程度进行分离。经分离后的各组分流经抑制系统，将强电解质的淋洗液转换为弱电解溶液，降低了背景电导。流经电导检测器系统，测量各离子组分的电导率。以相对保留时间和色谱峰(面积)定性和定量。

本法用电导检测器，在3～300μS测量量程，可达到线性范围分别为:Li⁺0.02～27mg/L;Na⁺0.06～90mg/L;K⁺0.16～225mg/L。10～300μS量程为:Mg²⁺1.2～35mg/L;Ca²⁺1.7～360mg/L。

仪器和装置

离子色谱仪(电导检测器)。

阳离子分离柱/保护柱(IopacCS12，CS14或同类产品)。

抑制器系统(抑制柱、膜抑制器或自动再生电解抑制器)。

滤膜(0.2μm)和过滤器。

试剂

本法需用电导率小于1μS/cm的纯水配制标准溶液和淋洗液。

淋洗液 盐酸c(HCl)=20mmol/L。

再生液 四甲基氢氧化铵c(CH₃)₄NOH=100mmol/L称取36.5g四甲基氢氧化铵，置于100mL容量瓶中，加水至刻度。

钠(Na⁺) 标准储备溶液ρ(Na⁺)=1.00mg/mL称取0.5084g经500℃灼烧1h，并在干燥器中冷却0.5h的NaCl，置于200mL容量瓶中，加入水溶解后稀释至刻度，摇匀。

钾(K⁺) 标准储备溶液ρ(K⁺)=1.00mg/mL称取0.4457g经500℃灼烧1h并在干燥器中冷却0.5h的K₂SO₄，置于200mL容量瓶中，加入水溶解后稀释至刻度，摇匀。

锂(Li⁺) 标准储备溶液ρ(Li⁺)=1.00mg/mL称取1.0648gLi₂CO₃置于200mL容量瓶中，加少量水湿润，逐滴加入(1+1)HCl，使碳酸锂完全溶解，再过量2滴。加入水至刻度，摇匀。

图81.65 种阳离子的色谱图

钙(Ca²⁺)标准储备溶液ρ(Ca²⁺)=1.00mg/mL称取0.4994g经105℃干燥的CaCO₃置于200mL烧杯中，加入少量纯水，逐渐加入(1+1)HCl，待完全溶解后，再加入过量(1+1)HCl。煮沸驱除二氧化碳，定量地转移至200mL容量瓶中，加入纯水溶解后稀释至刻度。

镁(Mg²⁺)标准储备溶液ρ(Mg²⁺)=1.00mg/mL称取0.7836g氯化镁(MgCl₂)置于200mL容量瓶中，加入纯水溶解后稀释至刻度。

阳离子混合标准溶液根据选定的测量范围，分别吸取适量各组分的标准储备溶液，定容至一定体积，以mg/L表示各组分浓度。

分析步骤

开启离子色谱仪，调节淋洗液和再生液流速，使仪器达到平衡，并指示稳定的基线。

校准。根据所选择的量程，将阳离子混合标准溶液和两次等比稀释的三种不同浓度的阳离子混合标准溶液依次进样。记录峰高或峰面积，绘制校准曲线。

将水样经0.2μm滤膜过滤注入进样系统，记录色谱峰高或峰面积。各种阳离子的质量浓度(mg/L)在标准曲线上直接查得。

各种阳离子的测定范围(mg/L)见表81.8及色谱图81.6。

表81.8 各种阳离子在不同量程的参考测定浓度

续表