主营产品:
文章详情
离子交换色谱|上海而立环保科技有限公司-开云体育买球app下载
日期:2019-09-07 17:02
浏览次数:1929
摘要:
离子交换色谱
离子交换分离
离子交换选择性和离子交换平衡
离子交换是用于分离阴离子和阳离子常见的典型分离方式。在色谱分离过程中,样品中的离子与固定相中对应离子进行交换,在一个短的时间,样品离子会附着在固定相中的固定电荷上。由于样品离子对固定相亲和力的不同,使得样品中多种组分的分离成为可能。
图5-5和图5-6是阴、阳离子交换示意图,如图5-5所示,cl-和so42-对固定相具有不同的亲和力,so42-被较强地保留并且在cl-之后洗脱。与前述相似,图5-6中,由于na+和ca2+对固定相具有不同的亲和力。ca2+比na+较强地被保留,在较长时间时被洗脱,易于与na+分离。*佳的应用是在不同基质中对常见阴离子(f-、cl-、no3-、br-、so42-、po43-等),和常见阳离子(li+、na+、nh4+、k+、ca2+、mg2+等)的分离测定。一些低分子有机酸也可以用离子交换法进行分离分析。
图5-5阴离子交换示意图 |
图5-6 阳离子交换示意图 |
影响保留时间的因素
与高效液相色谱不同,离子色谱的选择性主要由固定相性质决定。本节主要讨论固定相选定之后的一些主要参数。对于待测离子而言,影响保留时间的主要因素是待测离子的价数,离子的大小,离子的极化度和离子的酸碱性强度。
(1) 价数
一般规律是,待测离子的价数越高,保留时间越长,如二价的so42-的保留时间大于一价的no3-。例外是多价离子,如磷酸盐的保留时间与淋洗液的ph有关,在不同的ph,磷酸盐的存在形态不同,随着ph的增高,磷酸由一价阴离子(h2po4-)到二价(hpo42-)和三价(po43-),三价阴离子po43-的保留时间大于一价的h2po4-。
(2) 离子大小
待测离子的离子半径越大,保留时间越长。例如,下列一价离子的保留时间按下列顺序增加:f-<cl-<br-<i-。
(3) 极化度
待测离子的极化度越大,保留时间越长,例如二价so42-的保留时间小于极化度大的一价离子scn-。因为scn-在固定相上的保留除了离子交换之外,还加上了吸附作用。
抑制器的工作原理及发展
抑制器的工作原理
化学抑制型电导检测法中,抑制反应是构成离子色谱的高灵敏度和选择性的重要因素,也是选择分离柱和淋洗液时必需考虑的主要因素。
图5-7 化学抑制器的作用 |
抑制器主要起两个作用,一是降低淋洗液的背景电导,二是增加被测离子的电导值,改善信噪比。图5-7说明了离子色谱中化学抑制器的作用。图中的样品为阴离子f-、cl-、so42-的混和液,淋洗液为naoh。若样品经分离柱后的洗脱液直接进入电导池,则得到图中右上部的色谱图。图中非常高的背景电导来自淋洗液naoh,被测离子的峰很小,即信噪比不好,一个大的系统峰(与样品中阴离子相对应的阳离子)在f-峰的前面。而当洗脱液通过化学抑制器之后再进入电导池,则得到图中右下部的色谱图。在抑制器中,淋洗液中的oh-与h+结合生成水,样品离子在低电导背景的水溶液中进入电导池,而不是高背景的naoh溶液;被测离子的反离子(阳离子)与淋洗液中的na+一同进入废液,因而消除了大的系统峰。溶液中与样品阴离子对应的阳离子转变成了h+,由于电导检测器是检测溶液中阴离子和阳离子的电导总和,而在阳离子中,h+的摩尔电导*高,因此样品阴离子a-与h+之摩尔电导总和也被大大提高。
抑制器的发展
**代化学抑制器是树脂填充抑制装置,但是为了重复使用需要经常离线再生。1981年,出现了纤维薄膜抑制器。其明显的优点是连续再生。这种抑制技术的缺点是较低的抑制容量和机械脆性。1985年微膜的引入,化学抑制器的发展又进入了另一个发展阶段。使用一种非常薄而耐用的膜,这种抑制器不仅可以连续抑制,而且具有很高的抑制容量,能够满足梯度洗脱和等度洗脱的要求。
第四代化学抑制器是自动再生抑制器(srs)。srs是利用水的电化学反应产生h+和oh-离子,因此不再需要再生液。在自动再生抑制器中,阴极和阳极之间施加一个直流电流,在施加电场下,在阳极水被氧化产生h+和氧气,同时在阴极水被还原为oh-和氢气。抑制器产生的h+和oh-离子用于抑制背景电导。
阳极(+) 3h2o →2h3o+ + 1/2o2(气) +2e-
阴极(-) 3h2o +2e- → 2oh- + h2(气)
图5-8说明阴离子自动连续再生抑制器的结构和工作原理。naoh淋洗液从上到下方向通过抑制器中两片阳离子交换膜之间的通道,在阳极电解水产生的h+离子通过阳离子交换膜进入淋洗液流,与淋洗液中的oh-离子结合生成水。在电场的作用下,na+离子通过阳离子交换膜到废液。
图5-8 自动连续再生阴离子抑制器的工作原理 |