1、离 子 色 谱 法,郑 秀 玉,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创立的一种新的离子分离分析技术。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。,阴离子色谱图,阳离子色谱图,离子色谱在环境、食品、医药、检验检疫、化工、电子等许多学科领域发挥着越来越重要的作用，已经成为许多常见离子分析的标准方法。,用 途：,
2、一、离子色谱（IC）的分类,离子对色谱 离子交换色谱 离子排斥色谱,离子交换色谱是离子色谱中最重要的分离方式。,离子色谱是分离离子型成份的所有色谱方法的统称。,离子交换色谱：阳离子和阴离子与固定相形成弱离子键。它是基于离子之间在溶液和带有功能团的固体上的计量化学反应。 （1）阳离子交换色谱: 固定相 =阳离子交换剂 ( 例如：R-SO3)；流动相 =离子型液体 ( 例如：H2SO4 水溶液)。Li+,Na+,NH4+,K+,Ca2+,Mg2+（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)。 F-,Cl-,Br-
3、,NO3-,NO2-,SO42-,SO32-,HPO42- ,HCOO - 、AC -,固定相离子交换剂,是一类带有离子交换功能基的固体颗粒（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。,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。,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
4、/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。 目前，实验室所用的阳离子色谱的淋洗液为1.35mmol/L硫酸。,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,结合,冲开,结合,冲开,阴离子分离机理：待测组份： Cl-淋洗液: NaHCO3水溶液,三、电导检测,样品中的组份在分离柱分离后，通过检测器
5、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。,R = 电阻 Kc = 电导池常数 1/cm = 电导 1/ or S,Kc=L/A,四、抑制与非抑制,1、单柱离子色谱（非化学抑制型离子色谱）,2、双柱离子色谱（化学抑制型离子色谱）,图：非化学抑制的792 Basic IC连接示意图,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。,背景电导率 = 洗脱液,样品的电导率 =色谱峰的电导率 -洗脱液电导率,非抑制电导率:,色谱峰的电导率 = 洗脱液 样品,R-SO3 H+ + Na+ + H
6、CO3 R-SO3 Na+ + H2O + CO2,R-SO3 H+ + Na+ + Cl R-SO3 Na+ + H+ + Cl（信号增加）,阴离子抑制 ：,洗脱液基线(背景)：,样品信号(以NaCl为例)：,背景电导率 = 水 +CO2， （背景电导率降低）,抑制器功能 : 抑制降低背景电导率、待测离子灵敏度增加。,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,低背景电导率 高灵敏度的阴离子 高灵敏度的阳离子 成本高,非抑制,抑制,非抑制、抑制的比较：,五、仪器设备介绍,792 标准型离子色谱仪：,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
7、液的流速 淋洗液中的杂质,（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,（二）淋洗液温度对分离的影响,（三）淋洗液组成和浓度对分离的影响,1）提高淋洗液浓度，缩短保留时间,2）改变淋洗液组成比例，改变组分保留时间 3）淋洗液加入适当有机溶剂，改变组分保留时间 加入适量丙酮：,4）加入适当络合物，对一些特定离子有较好分离效果 5）水和试剂的纯度对分析结果影响,（四）淋洗液的流速对分离的影响,流速的影响（4.0 mM NaHCO3 /1.4 mM Na2CO3）,（五）淋洗液中杂质影响,七、离子色谱的
8、样品前处理样品预处理目的：保护分离柱，改善谱图。处理目标：使待测组分在溶液中呈离子形态；消除干扰组分。常用处理方法：1、 稀 释2、 过 滤3、 固 相 萃 取4、 消 解5、 燃 烧6、 萃 取,（一）样品稀释 阴离子分析： l 稀释剂：水、淋洗液 l 淋洗液稀释的优点：可以减小系统峰 l 对于低含量分析（ 0.5 mg/L)，建议用淋洗液稀释 通常，也可以用水加浓淋洗液进行稀释阳离子分析： l 稀释剂：硫酸c=1.35 mmol/L，水 l 稀释后应当pH=3左右（可以用pH计检查）样品的处理应当在塑料容器中进行（玻璃中的Na离子会被硝酸溶出）,何时需要稀释？l 当待测离子浓度大于100mg/L时要进行稀释； l 理想的直接进样范围：0.550 mg/L; l 当阴阳离子总浓度大于1000 ppm时要稀释; l 含量未知的样品:首先高度稀释,（二）过 滤l 使用 0.45um过滤膜。可能的话，用0.2um过滤膜;l 为保护分离柱，所有样品过滤,
