第四讲
离子色谱方法及应用
2004年 3月 14日
一、离子色谱基本原理
离子色谱中发生的基本过程就是
离子交换，因此，离子色谱本质
上就是离子交换色谱。
?????? ???
smsm RXYRYX
?????? ???
smsm RXYRYX
阳离子交换,
阴离子交换,
离子交换树脂上可以离解的离子和流
动相中具有相同电荷的的溶质离子之
间进行的可逆交换，根据这些离子对
交换剂有不同的亲和力而被分离。
在离子色谱的基本组成中，
重要的和与其他高效液相色
谱不同的就是抑制器和电导
检测器。
抑制器的作用
废 液
Back Ground,Na2CO3 / NaHCO3
(700μS)
NaF,NaCl,NaNO3
Na2HPO4,Na2SO4
～ ～
Retention time
Co
nd
uct
ivit
y
NaF NaCl NaNO3
Na2HPO4
Na2SO4
Back Ground,Na2CO3 / NaHCO3
(700μS)
～ ～
Retention time
Co
nd
uct
ivit
y
HF HCl
HNO3 H
3PO4
H2SO4
Retention time
Back Ground,H2CO3 (15μS)
Co
nd
uct
ivit
y
阴离子抑制
器
抑制器的作用
淋洗液
(Na2CO3)
分析柱
HF,HCI,H2SO4
in H2CO3
NaF,NaCl,
Na2SO4 in Na2CO3
废液
H2O
不经过抑制
对离子
?S
时间
?S
时间
经过抑制
废液
H2O H+
Na+
12943
样品 F,CI,SO42 - - -
F SO42 CI - - -
F
SO42 CI
-
- -
负极 正极
OH-
自动连续再生阴离子抑制器中电 化学
反应和离子移动
NaOH,H2
H+
废液 废液
阳极
检测器
H+ + O2 H
2 + OH -
H2O H2O
Na+
H+ + OH- H2O
H+,X -
H+,X- in H2O
H2O H2O
H2O,O2
阳离子交换膜
Na+,X- 在 NaOH 淋洗液中
阴极
抑制器
? 安装在 电导 池之前
? 提高待 测 离子的 电导 率,
提高灵敏度
Na+,Cl- H+,Cl-
? 降低背景 电导 (淋洗液 ),
减少噪音
Na+,HCO3- H2CO3
Na+,OH- H2O
极限摩尔电导值
Cation ＋ － Anion
Ｈ＋
Ｌｉ＋
Ｎａ＋
Ｋ＋
ＮＨ４＋
Ｍｇ ２＋
Ｃａ２＋
３５０
３９
５０
７４
７３
５３
６０
ＯＨ－
Ｆ－
Ｃｌ－
Ｂｒ－
ＮＯ３－
ＰＯ４３－
ＳＯ４２－
１９８
５５
７６
７８
７１
８０
８０
Total conductivity ＝ （ ） ＋ （ ） ＋ －
（ unit,μS/m equivalent）
二、离子色谱仪器
淋洗液
泵
色 谱 柱
检测 器
泵 液 分离 检测 记录
F-
NO3- SO42-
Cl-
NO2-
Br-
HPO42-
进样阀
抑制器
检测 池
进样
? 不同的操作者都可得到好的样品分析重现性
? 经过稀释、过滤后可以测定多种样品
? 多价态可氧化元素（ NO2- & NO3-,SO32-&SO42-
etc.）,
? 不同价态离子（ Fe3+ & Fe2+,Cr3+ & Cr6+
etc.）
? 可单独测定某种离子,（通常为同时测定 )
与前面提到的高效液相色谱仪器不同
的是,
离子色谱用的泵是匹克（ PEEK）材料
衬里的不锈钢泵。
离子色谱的流动相一般是缓冲溶液或
者含有少量的有机试剂，一般称为淋
洗液。
离子色谱有抑制器和电导检测器
样品处理
? 过滤
– 样 品中除去 颗 粒物
– 用 0.45μm 或 0.22μm 滤 膜
– 用高 纯 水冲洗 滤 膜,以减少沾 污
? 稀 释
– 待 测 物 浓 度 较 高 时, 应预 先稀 释,
– 降低干 扰 物的 浓 度,
? 去除干 扰 物
– 预处 理柱，超 滤
– 固相萃取?液相萃取?离心? 盐 析
– 在 线 柱 处 理
离子色谱使用的水与试剂
? 纯 度尽可能高
? 高 纯 水, 电 阻率 ≧17 MΩ, 0.22μm 滤 膜 过滤
, JIS K0557(Water used for industrial
water and wastewater analysis)
, 淋洗液脱气 （ 真空和 搅动 ）
? 试剂,尽可能使用 优级纯
,配 标 准的 试剂应预 先干燥
淋洗液的配制与保存
? 阴 离子淋洗液的配制
? 碳酸 盐 (AS4A,AS12A,AS14 等,）
配 100x 浓 度的淋洗液作 为储备 液,使用 时 用高 纯 水稀 释
? 氢 氧化 钠 (AS10,AS11,AS15,16 等,)
配制 50%(w/w) NaOH 储备 溶液,使用 时 用高 纯 水稀 释
? 阳离子淋洗液的配制
? 甲 烷 磺酸 (MSA)
取一定 浓 度的 MSA配成 储备 液 ( 可以配制 为 1M的 储备 液 )
? 保存
? 使用聚丙 烯 (PP)瓶，保存在暗 处 及 4 ℃ 左右, （ 通常可以保存 6个月）
? 淋洗液要 经 常更 换
操作步骤
? 启动仪器与仪器的稳定
– 提供一定压力的氮气并检查压力是否合适
– 系统中有淋洗液流出，并进入了抑制器
? 淋洗泵中无气泡
– 确认系统中无液体 /气体泄漏
– 确认系统有稳定的压力与背景电导
? 开始测定
– 用注射器注入标准或者样品
例行保养 (1)
? 检查 是否有气体泄漏
? 检查 是否有液体泄漏
? 记录 使用的色 谱 条件
– 日期,操作者,色 谱 柱 类 型,流速
– 系 统压 力,背景 电导
– 理 论 塔板数,分离度
? 清洗色 谱 柱
例行保养 (2)
Cleaning
solution Pump Waste
? 色 谱 柱清洗
– 最好分 别 清洗保 护 柱与分离柱
– 如要同 时 清洗,应 将分离柱置于保 护 柱之前
– 溶液流 动 方向, 保持 → 方向
例行保养 (3)
? 清洗抑制器
– 清洗 ELUENT 和 REGEN 两部分
– 清洗 时应 先 关闭 抑制器 电 源
– 清洗后要向抑制器内 泵 10分 钟 高 纯 水，以便于平
衡系 统
Cleaning
solution
Pump
Waste
REGEN OUT
ELUENT OUT
REGEN IN ELUENT IN
DIONEX
?抑制器的使用
? 如果 电 源 关闭 不要 连续 向抑制器内 泵 淋洗液
? 停 泵时 抑制器的 电 源 应关闭
测 量 结 束 关闭仪 器前,允 许泵 在 关闭 抑制器 电 源的情况下 继续 运行
30秒左右,确 认 再生液出口 处 没有气泡后再停 泵
? 经 常 检查废 液桶
? 确保气体不会存在桶内
例行保养 (4)
Gas separator tube
Let it reach the bottom
of drain tank
Tube from suppressor Let the upper edge of separator tube be out of the spout of drain tank
Use wide spout (about 10cm
diameter )bottle for drain tank
工作站使用简介
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离子色谱方法及应用
2004年 3月 14日
一、离子色谱基本原理
离子色谱中发生的基本过程就是
离子交换，因此，离子色谱本质
上就是离子交换色谱。
?????? ???
smsm RXYRYX
?????? ???
smsm RXYRYX
阳离子交换,
阴离子交换,
离子交换树脂上可以离解的离子和流
动相中具有相同电荷的的溶质离子之
间进行的可逆交换，根据这些离子对
交换剂有不同的亲和力而被分离。
在离子色谱的基本组成中，
重要的和与其他高效液相色
谱不同的就是抑制器和电导
检测器。
抑制器的作用
废 液
Back Ground,Na2CO3 / NaHCO3
(700μS)
NaF,NaCl,NaNO3
Na2HPO4,Na2SO4
～ ～
Retention time
Co
nd
uct
ivit
y
NaF NaCl NaNO3
Na2HPO4
Na2SO4
Back Ground,Na2CO3 / NaHCO3
(700μS)
～ ～
Retention time
Co
nd
uct
ivit
y
HF HCl
HNO3 H
3PO4
H2SO4
Retention time
Back Ground,H2CO3 (15μS)
Co
nd
uct
ivit
y
阴离子抑制
器
抑制器的作用
淋洗液
(Na2CO3)
分析柱
HF,HCI,H2SO4
in H2CO3
NaF,NaCl,
Na2SO4 in Na2CO3
废液
H2O
不经过抑制
对离子
?S
时间
?S
时间
经过抑制
废液
H2O H+
Na+
12943
样品 F,CI,SO42 - - -
F SO42 CI - - -
F
SO42 CI
-
- -
负极 正极
OH-
自动连续再生阴离子抑制器中电 化学
反应和离子移动
NaOH,H2
H+
废液 废液
阳极
检测器
H+ + O2 H
2 + OH -
H2O H2O
Na+
H+ + OH- H2O
H+,X -
H+,X- in H2O
H2O H2O
H2O,O2
阳离子交换膜
Na+,X- 在 NaOH 淋洗液中
阴极
抑制器
? 安装在 电导 池之前
? 提高待 测 离子的 电导 率,
提高灵敏度
Na+,Cl- H+,Cl-
? 降低背景 电导 (淋洗液 ),
减少噪音
Na+,HCO3- H2CO3
Na+,OH- H2O
极限摩尔电导值
Cation ＋ － Anion
Ｈ＋
Ｌｉ＋
Ｎａ＋
Ｋ＋
ＮＨ４＋
Ｍｇ ２＋
Ｃａ２＋
３５０
３９
５０
７４
７３
５３
６０
ＯＨ－
Ｆ－
Ｃｌ－
Ｂｒ－
ＮＯ３－
ＰＯ４３－
ＳＯ４２－
１９８
５５
７６
７８
７１
８０
８０
Total conductivity ＝ （ ） ＋ （ ） ＋ －
（ unit,μS/m equivalent）
二、离子色谱仪器
淋洗液
泵
色 谱 柱
检测 器
泵 液 分离 检测 记录
F-
NO3- SO42-
Cl-
NO2-
Br-
HPO42-
进样阀
抑制器
检测 池
进样
? 不同的操作者都可得到好的样品分析重现性
? 经过稀释、过滤后可以测定多种样品
? 多价态可氧化元素（ NO2- & NO3-,SO32-&SO42-
etc.）,
? 不同价态离子（ Fe3+ & Fe2+,Cr3+ & Cr6+
etc.）
? 可单独测定某种离子,（通常为同时测定 )
与前面提到的高效液相色谱仪器不同
的是,
离子色谱用的泵是匹克（ PEEK）材料
衬里的不锈钢泵。
离子色谱的流动相一般是缓冲溶液或
者含有少量的有机试剂，一般称为淋
洗液。
离子色谱有抑制器和电导检测器
样品处理
? 过滤
– 样 品中除去 颗 粒物
– 用 0.45μm 或 0.22μm 滤 膜
– 用高 纯 水冲洗 滤 膜,以减少沾 污
? 稀 释
– 待 测 物 浓 度 较 高 时, 应预 先稀 释,
– 降低干 扰 物的 浓 度,
? 去除干 扰 物
– 预处 理柱，超 滤
– 固相萃取?液相萃取?离心? 盐 析
– 在 线 柱 处 理
离子色谱使用的水与试剂
? 纯 度尽可能高
? 高 纯 水, 电 阻率 ≧17 MΩ, 0.22μm 滤 膜 过滤
, JIS K0557(Water used for industrial
water and wastewater analysis)
, 淋洗液脱气 （ 真空和 搅动 ）
? 试剂,尽可能使用 优级纯
,配 标 准的 试剂应预 先干燥
淋洗液的配制与保存
? 阴 离子淋洗液的配制
? 碳酸 盐 (AS4A,AS12A,AS14 等,）
配 100x 浓 度的淋洗液作 为储备 液,使用 时 用高 纯 水稀 释
? 氢 氧化 钠 (AS10,AS11,AS15,16 等,)
配制 50%(w/w) NaOH 储备 溶液,使用 时 用高 纯 水稀 释
? 阳离子淋洗液的配制
? 甲 烷 磺酸 (MSA)
取一定 浓 度的 MSA配成 储备 液 ( 可以配制 为 1M的 储备 液 )
? 保存
? 使用聚丙 烯 (PP)瓶，保存在暗 处 及 4 ℃ 左右, （ 通常可以保存 6个月）
? 淋洗液要 经 常更 换
操作步骤
? 启动仪器与仪器的稳定
– 提供一定压力的氮气并检查压力是否合适
– 系统中有淋洗液流出，并进入了抑制器
? 淋洗泵中无气泡
– 确认系统中无液体 /气体泄漏
– 确认系统有稳定的压力与背景电导
? 开始测定
– 用注射器注入标准或者样品
例行保养 (1)
? 检查 是否有气体泄漏
? 检查 是否有液体泄漏
? 记录 使用的色 谱 条件
– 日期,操作者,色 谱 柱 类 型,流速
– 系 统压 力,背景 电导
– 理 论 塔板数,分离度
? 清洗色 谱 柱
例行保养 (2)
Cleaning
solution Pump Waste
? 色 谱 柱清洗
– 最好分 别 清洗保 护 柱与分离柱
– 如要同 时 清洗,应 将分离柱置于保 护 柱之前
– 溶液流 动 方向, 保持 → 方向
例行保养 (3)
? 清洗抑制器
– 清洗 ELUENT 和 REGEN 两部分
– 清洗 时应 先 关闭 抑制器 电 源
– 清洗后要向抑制器内 泵 10分 钟 高 纯 水，以便于平
衡系 统
Cleaning
solution
Pump
Waste
REGEN OUT
ELUENT OUT
REGEN IN ELUENT IN
DIONEX
?抑制器的使用
? 如果 电 源 关闭 不要 连续 向抑制器内 泵 淋洗液
? 停 泵时 抑制器的 电 源 应关闭
测 量 结 束 关闭仪 器前,允 许泵 在 关闭 抑制器 电 源的情况下 继续 运行
30秒左右,确 认 再生液出口 处 没有气泡后再停 泵
? 经 常 检查废 液桶
? 确保气体不会存在桶内
例行保养 (4)
Gas separator tube
Let it reach the bottom
of drain tank
Tube from suppressor Let the upper edge of separator tube be out of the spout of drain tank
Use wide spout (about 10cm
diameter )bottle for drain tank
工作站使用简介
Any Questions
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