20 Retention time (min) 16 12 8 4 0
8mM 9mM 10mM 11mM 12mM 13mM Ca2+ Mg2+ K+ NH4+ Na+
浓度（ＭＳＡ）
淋洗液的组成 vs. 保留时间
20
Retention time (min) 16 12 8 4 0 0 0.11 0.22 0.33 Comp. ratio (NaHCO3/Na2CO3) SO42HPO42NO3BrNO2ClF-
离子色谱基本原理及应用
色 谱 的 原理
«色谱是某种颜色的混合物分离为不同颜色的成份。该方法用于分离 化学性质相似但又难于分离的化学物质»
希腊语 chromatography chroma = 颜色 graphein = 记录
色谱的原理
教学的简单实验: 准备一张纸 滴加一小滴黑墨水 在墨水的中央滴加一滴水 观察黑墨水的颜色变化
阴离子 (II) 碳酸盐 / 碳酸氢盐 氢氧化钾 硼酸盐
8
离子色谱
– 离子交换色谱 –
固定相和流动相竞争待测组份 – 阳离子分离机理 –
9
离子色谱
– 离子交换色谱 –
阳离子 色谱实例 [淋洗液: 2.0 mmolHNO3 – 分离柱: Metrosep C4-50]
10
离子色谱
– 离子交换色谱 –
基线后，其它气体将按照程序依次被加热解吸出来并自动测定。
每一种气体的解吸、检测都是在前一种被测气体 TCD 信号回到 基线后进行，所以被分离气体信号没有重叠。根据内存中标准 样品的校正曲线自动转化为待测样品中碳、氢、氮、硫元素的 质量百分含量或原子质量比。
三 .仪器用途
元素分析仪用于固体和液体样品中C、H、 N、S、O等元素微量到半常量的测定。如测定 植物和动物组织,矿物、食品原料, 矿石中碳 酸盐的含量, 玻璃和金属合金熔融时释出的气 体等。特别是冶金中要测定金属释出的痕量气 体。
色谱
– 离子交换色谱 –
就固定相而言 ...
... 阳离子需要阳离子交换基团 ... 阴离子需要阴离子交换基团
固定相结构:
苯乙烯
阳离子交换基团

二乙烯基苯

阴离子交换基团
苯乙烯-二乙烯基苯树脂
6
离子色谱
– 离子交换色谱 –
固定相由3部分组成:
«乳胶»物质或 树脂载体 间隔基 承载离子交换的基团
应
用
雨水中离子 自来水中消毒副产物 环氧类粘合剂中的阴离子 高纯水中的离子型杂质 电镀 槽中的抗坏血酸 土壤中离子 尿中草酸 化妆品液体中的阴离子 化学品中的重金属 锅炉蒸汽中的杂质 饮料中有机酸 张纸和液体中的离子
元素分析
一.引言 二.方法原理 三.用途 四.应用举例 五.结果分析
淋洗液中有机溶剂的影响
Ex) AS4A-SC column
10
1
2
µS
0 10
3
4
5
7 6
0% ACN
µS
0 10
1
2
4 5
3
7
20% ACN
6
1. F2. Cl3. NO24. Br5. NO36. HPO427. SO42-
2,3 1
5
4 7 6
Retention time (min)
µS
0
50% ACN
稀释


去除干扰物

离子色谱 (IC) 是
1975 由H.Small 等人.（Dow chemical)首次提出 用于测定氯离子和硫酸根 许多国家将离子色谱法作为标准方法 中国 ： GB 饮用天然矿泉水水检试方法, ； 工业循环冷却水中阴、阳离子的测试方 法 等… 。 美国 ： USEPA （US Env. Protect Agency）， ASTM （America Society for Testing and aterials）， ＩＳＯ （International Organization for Standardization）
1.635
1.751 1.648
注：表3中O的单位为mol﹒100g-1，称量标 准试剂氨基苯磺酸和苯甲酸在2～3 mg，剩 余污泥5～6 mg。
五.结果分析
元素分析仪测定样品碳氢氮含量的不确 定度评定

用元素分析仪法测定样品元素含量的过程中，测量不确定度 的来源主要为： (1)元素分析仪测量重复性带来的不确定度； (2)标准物质乙酰苯胺带来的不确定度； (3)样品不均匀性带来的不确定度；
取样时间 2008.9.4 2008.9.7
氧含量 1.518 1.575
2008.9.11
2008.9.15 2008.9.18
注：图3为Vario EL CUBE仪测定 氧的吸收管，1．棉花20mm; 2. 干燥剂NaOH115mm; 3. 石英棉 10mm 4. 干燥剂P2O5 115mm 5.气体入口 。
样品中的氧元素的测定是使O2在1150℃时用碳黑将O转化为
CO; 样品中的碳、氢、氮、硫元素，经催化氧化后，分别转化
成二氧化碳、水蒸气、氮氧化物、硫氧化物的形式。反应生成 的混合气体由氦气作为载气带入装有还原铜的还原管，氮的氧 化物经过还原铜而全部转化为N2并直接进入TCD。而CO、CO2 、 H2O、SO2分别被不同的动态分离装置吸附。当N2的TCD信号回到
流动相解吸和运载样品 ... ... 水相洗脱液:
阴离子 (I) 邻苯二甲酸 邻羟基苯甲酸（水杨酸 ） p-羟基苯甲酸 苯甲酸 硼酸盐 硼酸盐 / 乙酸盐 氢氧化钾 ...
阳离子 (I) 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 ...
环污
土壤
石油
元素分析仪应用 农产
地质
燃煤炭
四.应用举例
1．碳氢氮硫的定量测定
2．氧的定量测定
对氧元素的分析需单独安装管路，用C将O转化成CO,然后进行检测。下例是某 污水处理厂二沉池排出的剩余污泥用CHNS和O模式进行碳、氮、硫、氢和氧元素的 分析。图3是氧吸收管的填充方式，表3是不同取样时段检测的氧含量。
0
10
淋洗液的流速 (面积)
流速增加
12000 10000 8000 SO42HPO42-
Area
各组份的峰面积减少
NO3BrNO2-
6000 4000 2000 0 0.5 1 1.5 2
ClF-
Flow rate（mL/min）
淋洗液中杂质的影响
5
正常淋洗液
背景电导：13μS
uS
Cl - : 0.5μg/ml
固定相和流动相竞争待测组份 – 阴离子 分离机理–
11
离子色谱
– 离子交换色谱 –
阴离子色谱
[淋洗液: Na2CO3/NaOH (5.0/0.3 mmol/L) – 分离柱: Metrosep A Supp15 150] mV ch2
14 12
fluoride
nitrite
bromide
8 6 4 2 0 -2 0 1 2 3

阴离子交换剂: • 季胺功能团 • 碱性胺基 • 羟基碱性季胺盐 • 丙烯酸基碱性季胺盐 交联方式
载体材料: • 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)
阳离子交换剂: • 磺酸基 • 羧酸盐
间隔基: • 烷基链
7
离子色谱
– 离子交换色谱 –

电导检测器
电化学检测器( 选件 ) UV/VIS 检测器 ( 选件 )



联用技术：IC-MS或IC-ICP-MS
15
检测器
–电导–
电导检测 电导检测就是测量电导率 – 电导测量检测器测量溶液中离子的电导 率。测量双铂电极两端间的电导。离子在该双铂电极两端间迁移。 阴离子向阳极迁移，阳离子向阴极迁移，从而测量溶液的电阻。电 导为电阻的倒数。为了避免改变组份和电极表面形成双电层，采用 交流电。
淋洗液的流速
淋洗液中的杂质
色谱柱、淋洗液的温度
温度增加
一价离子 快速洗脱
二价离子 较慢洗脱
Retention time (min)
14 12 10 8 SO42HPO42NO3BrNO2Cl-
6
4 2 0 20 25 30 35 40 45
F-
Temp.℃）
淋洗液浓度 vs. 保留时间
应用领域
领域
环境. / 污染 城市用水 化学品 电子 / 半导体 金属 / 钢材 农业 医学 化妆品 制药 电力 食品 / 饮料 造纸. /纸浆
样品
雨水/河水/ 大气/ 污水 自来水 / 水源 设备提取物 / 聚合物 高纯水・ 晶片冲洗水 表面处理液・镀 槽 ・冷却水 肥料 /土壤 / 植物 /等 血液 / 尿 化妆品 / 清洁剂/ 洗发液 化学 / 液体 冷却水 / HPW 酒 / 饮料/ 糖果 纸浆液・处理水
chloride
10
nitrate
sulfate
7 8 9 10
4
5
system peak
6
phosphate
11 12
13 min
12
离子色谱
– 离子交换色谱 –
阳离子与固定相上碱性离子交换 位置发生反应。
阴离子与固定相上酸性离子交换 位置发生反应。
依据键合强度( 离子交换平衡常数 )， 阳离子在洗脱液中的质子之前或 之后洗脱出来。
依据键合强度( 离子交换平衡常数 )， 阴离子在洗脱液中的碳酸盐之前 或之后洗脱出来。