淋洗液条件对离子色谱法检测无机阴离子的影响.doc

1、淋洗液条件对离子色谱法检测无机阴离子的影响谢春生 a 赵杰 b 徐新华 a 郝志伟 ca 浙江大学环境工程研究所，杭州， 310027，b 浙江理工大学生命科学学院，杭州 310018， c 瑞士万通中国有限公司，上海，200335摘 要：离子色谱法是利用离子交换的分离原理，进行离子测定的液相色谱法。该方法灵敏度高，准确性高，稳定性好，检测限低，样品预处理简单，操作简单迅速，能多种离子同时测定。在阴离子色谱分析过程中，影响柱效和分析时间的因素很多。本文着重讨论淋洗液组成、浓度和流量对阴离子分析效果的影响，从而为优选对常见无机阴离子分析的最佳条件提供参考。http:/关键词：离子色谱；阴离子；淋

2、洗液；分离 1 前言 离子色谱自 1975 年问世以来，因其具有分析速度快、灵敏度高、能实现多成分同时分离等优点，很快成为分析液体样品中阴离子的首选方法 1。目前，离子色谱技术已广泛应用于环境监测、化工、冶金、地质、水文、土壤、电子工业、食品饮料、临床化验等科学研究和各种教学领域。用离子色谱法测定水样中阴离子极为有效，不少检测标准已经建立。但在阴离子的离子色谱分析过程中，由于设备和分离柱等的不同，往往需要确定对某一种离子的最佳分离条件 2-4。适当的分析条件既可改善分离效果，又能缩短分析时间，提高仪器的灵敏度 5。今着重讨论淋洗液组成、浓度和流速对各阴离子分离效果的影响，从而优选出对阴离子分析

3、的最佳条件。 2 实验部分 2.1 仪器及试剂 Metrohm-792 Basic 型离子色谱仪（ 瑞士万通）配有电导检测器、化学抑制器、低脉冲串联式双活塞往复泵、双通道蠕动泵、ICNet 数据采集/ 处理软件等。标准样：F-，Cl-，NO3-, HPO42-，SO42- 均按标准方法配制成 1000mg/L 储备液备用。所有药剂均为分析纯，溶液均用电阻率大于 18M 超纯水配制。 2.2 色谱条件 色谱柱：Metrosep A Supp 4 250 型阴离子分析柱（250 4mm） ，Metrosep A Supp 4/5 Guard 保护柱（504mm） ；淋洗液：1.8mmol/L 碳酸

4、钠 +1.7mmol/L 碳酸氢钠淋洗液，50mM 硫酸抑制器再生液，进样体积： 40L，流速：1.0 mL/min。 3. 实验结果 3.1 淋洗液组成对分离效果的影响 3.1.1 NaHCO3 4mM，Na2CO3 变化 从图 1 可以看到，随着淋洗液中 Na2CO3 浓度的升高，各阴离子的保留时间不断减小，尤其是对 HPO42-P 和 SO42- 离子。当 Na2CO3 的浓度高于 1.0mM 的时候，HPO42P与其他阴离子可能发生共淋洗而导致不出峰。当 Na2CO3 浓度大于 1.8mM 时，SO42- 和 NO3-的峰部分重叠而导致阴离子的分离度下降，无法基线分离。 3.1.2 N

5、a2CO3 1.8mM，NaHCO3 变化 淋洗液中 NaHCO3 的浓度对 Cl- 和 NO3-的保留时间影响不大。但多价离子如 HPO42-P and SO42-的保留时间随着 NaHCO3 浓度的升高而逐步降低。当淋洗液中 NaHCO3 的浓度超过 4mM 时，HPO42-P 的色谱峰消失而导致没法检测。 3.1.3 NaOH 对各阴离子保留时间的影响 磷酸根是一种三价阴离子，在不同的 pH 条件下，其存在的离子形态并不相同。当采用Na2CO3/ NaHCO3 淋洗液时，磷酸根主要以二价的 HPO42-P 的形态存在。但当加入NaOH 后，淋洗液的碱性变强，磷酸根离子将以 PO43-P

6、的形态存在，并在 SO42-之后被洗脱出来。当淋洗液中 Na2CO3 1.8mM 固定，NaOH 浓度变化的增加的时候，一价阴离子Cl- 和 NO3-的保留时间并没有显著的变化。但二价阴离子 SO42-的保留时间随着 NaOH 浓度的增加时减少。当 NaOH 浓度超过 1.0mM 时，磷酸根离子以 PO43-P 形式在 SO42-离子之后出峰。随着 NaOH 浓度的增加，SO42-与 PO43-P 离子保留时间之间的间隔在不断增大。 3.2 淋洗液流速对分离效果的影响 从图 4 可以看出，从 0.5ml/min 到 1.2ml/min，随着淋洗液流速的增加，各阴离子的保留时间也随着减少，可见通

7、过改变淋洗液流速可以缩短待测离子的保留时间，提高分析效率，但流速太快有可能导致分离度下降，如果流速超过该色谱柱的最大流速限值，还有可能损伤色谱柱，因此最好使用色谱柱说明书推荐流速。 4 结论 测定结果表明，淋洗液组成、浓度和流量对各阴离子保留时间有重要的影响，尤其对高价阴离子影响较大， Na2CO3 的浓度对各离子的保留时间影响最大，淋洗液中 NaOH 的浓度变化可以改变 HPO42P 和 SO42- 的出峰顺序当采用 Na2CO3/ NaHCO3 淋洗液时，磷酸根主要以二价的 HPO42-P 的形态存在。但当加入 NaOH 后，淋洗液的碱性变强，磷酸根离子将以 PO43-P 的形态存在，并在

8、 SO42-之后被洗脱出来；改变淋洗液流速可以缩短待测离子的保留时间，但流速不宜过大，最好采用色谱柱说明书的推荐流速。因此选择合适的淋洗液条件是提高离子色谱检测结果的准确性和分析效率的重要因素。 参考文献 1 H. Small, T.S. Stevens, W.C. Bauman, Novel ion-exchange chromatographic method using conductimetric detection. Analytical Chemistry 47 (1975) 1801-1809. 2 杨文英，刘开录，袁斯鸣，刘进. 阴离子色谱分析条件的最佳化J. 分析仪器，1994，4：51-56 3 茆翠萍，胡珊珊. 影响阴离子色谱分析性能的因素J. 环境监测管理与技术, 1998,10(5):44 4 毛戈平. ZIC-A 型离子色谱的分析条件选择J. 干旱环境监测, 2000,14(2):72-75 5 C.A. Pohl, J.R. Stillian, P.E. Jackson, Factors controlling ion-exchange selectivity in suppressed ion chromatography. Journal Of Chromatography A 789 (1997) 29-41.