化学品中无机阴阳离子分析检测方案(离子色谱仪)

29001.JWThermo Fisher Scientific，San Jose， CA USA is ISO Certified.C 2013 Thermo Fisher Scientific Inc. All rights reserved. All trademarks are the property of Thermo Fisher Scientific Inc. and itssubsidiaries. Specifications， terms and pricing are subject to change. Not all products are available in all countries. Please consult yourlocal sales representative for details. 钟乃飞 赛默飞世尔科技(中国)有限公司 关键词：阴阳离子；同时分析；离子色谱；电导检测； Key words： Cations and anions； simultaneous determination； Ionchromatography；conductivity； 引言 在过去的20多年中，离子色谱一直是无机阴离子和小分子有机酸的测定中的优先选择的方法，也广泛的被用来测定无机阳离子和有机胺类物质。-般情况下，离子色谱分析阴离子和阳离子是在完全不同的色谱条件下分别测定的。但是很多情况下，样品中的阴阳离子都是分析的对象，如果在相同同色谱条件下，一次进样能将阴阳离子同时定性定量，则既可节省分析时间，又可降低分析成本。尽管科学家们已经意识到了阴阳离子同时分析的重要意义，但是由于阴阳离子由于物理和化学性质的差异，使得这一个研究方向的研究进展缓慢，到目前为止，这方面的报道仍然很少。目前实现阴阳离子同时分析的方法主要有将阳离子络阴离子化的方法13-5]、利用离子交交/离子排排混合分离机理的方法16.71、采用包覆固定相与氧化铝固定相的方法18.9、柱开关法[10，11]和利用混合床固定相的方法12。 Thermofisher公司Acclaim系列的trinity P1是一款新型的色谱柱，具有反相/阴离子交换/阳离子交换三种固定相的性质。这款色谱柱是将硅胶的内表面用带有反相和阴离子交换性质的有机涂层修饰，外表面用带有阳离子交换功能的基团修饰，阴阳离子具有独立的分布空间。本论文利用乙酸钠和乙腈混合溶液作为淋洗液，优化了乙酸钠的浓度和乙腈的配比，用乙酸调节淋洗液的pH值，优化了系统的流速。在选择了一个合适的条件下实现了Li*、NH4*、K*、HCOO、NO、CI、NOg、Br等常规阴阳离子的同时分析，并成功应用于化肥样品中阴阳离子的实际分析。 测试条件 仪器： ICS 1600系统(Thermofisher公司)； 分析柱： Acclaim Trinity P11((100×2.1mm， 3pm)(P/N： 071388) 柱温：30℃； 流速：0.50mL/min； 定量环：25pL； 淋洗液：25mmol/L乙酸钠+50%乙腈(V/V)，用冰醋酸调节pH=5.0 检测方式：非抑制电导检测方式，保留时间定性，峰面积定量。 样品前处理 称取0.1g(精确到0.1mg)的化肥样品，超声30min定容到20mL， 然后再稀释20倍后过0.22um的滤膜。 结果和讨论 色谱柱的选择及淋洗液梯度条件优化 尝试采用柠檬酸、硫酸钠和醋酸钠作为淋洗液。柠檬酸的分离洗脱能力较弱；硫酸钠是强电离物质，淋洗液背景太高。最终选择乙酸钠作为流动相。通过对乙酸钠的浓度、乙腈的比例、淋洗液的pH以及系统的流速的考察最终确定乙酸钠的浓度为25 mmol/L， 乙腈的含量为50%，淋洗液的pH用乙酸调节至5.0的时候， 在0.5mL/min的条件下，8种常规一价阴、阳离子能够很好的达到分离。标准溶液的色谱图如图1所示。 图1八种混合标准离子溶液的色谱图(浓度均是50mg/L) 线性、检出限和重现性 取八种离子的混合标准工作溶液，按前面色谱条件进行分析。以峰面积Y对质量浓度X(mg/L)进行线性回归，将50mg/L的标准溶液连续进样9次，八种离子的峰面积的重现性较好。实验结果见表1。 组分 线性方程 线性范围 (mg/L) 相关系数 (r) 检测限 (mg/L)(S/N=3) 峰面积RSDn=9 Lit Y=0.0282X-0.0087 0.1-50 0.9997 0.16 1.38% NH* Y=0.0137X-0.0523 0.2-100 0.9996 0.42 1.70% K* Y=0.0077X-0.0212 1.0-200 0.9997 1.02 1.39% HCOO Y=0.0072X-0.0188 1.0-100 0.9994 1.06 2.52% NO， Y=0.0095X-0.0252 1.0-200 0.9997 1.16 1.28% CI Y=0.0110X-0.0170 1.0-200 0.9999 1.08 1.26% NO Y=0.0083X-0.0124 1.0-200 0.9997 1.19 1.31% Br Y=0.0055X-0.0055 1.0-200 0.9997 1.72 1.57% 实际样品分析 用本方法可以同时分析化肥样品中的主要无机阴阳离子。称取一定量的化肥样品，溶解稀释后过0.22um后按照相同的测试条件分析。图2是实际化肥样品的色谱图，并对样品进行加标回收实验考查方法的可行性。分析结果如表2所示。 结论 根据优化后的实验条件，能很好的测定化肥中的常见的阴阳离子，重现性好，加标回收率满足实验的要求。该方法简便可行，可实际应用于日常生产中的测定。 表2实际测定结果及价表回收实验 分析物 离子 含量(mg/L) 加入量(mg/L) 测得量(mg/L) 回收率(%) 样品 Li* -- 50.0 51.2 102.4 NH4* 37.5 50.0 86.6 98.2 K* 33.2 50.0 82.1 97.8 HCOO -- 50.0 47.9 95.8 NO， -- 50.0 50.9 101.8 CI 28.6 50.0 80.2 103.2 NO， 74.3 100.0 176.7 102.4 Br -- 50.0 51.9 103.8 ( 参考文 献 ) ( [1] 朱岩.离子色谱原理及其应用.浙江：浙江大学 出版社，2002 ) ( [2] 丁明玉，陈培榕，罗国安.阴离子和阳离子的同时 离子色谱分析法[J].分析化学，1997，25(1)：104- 109 ) ( [3]Ohta K， Katoh T， Morikawa H，Tanaka K.Simultaneous determination o f inorganicanions and magnesium and c a lcium ions i nenvironmental w ater by ion chromatography withUV-p h otometric detection using pyromellitateas an eluent[J].Bunseki Kagaku ， 1 994， 4 3： 1 45- 150 ) ( [4]Motomlzu S，Oshima M，Hi r onaka T. Indirectphotometric i on chromatography of inorganicanions， calcium and magnesium ions with 1 ，-naphthalenedisulfonate as an e l uent[J].Bunseki Kagaku，1991，40：355-360 ) ( [5] Ya D，Schwedt G. S imultaneous ionchromatography of inorganic anions togetherwith some organic anions and al k aline earthmetal cations u sing c helating agents aseluents[J].J.Chromatogr.，1990，516：383-393 ) ( [6] 田中一彦，太田一德， Fritz JS. 日本分析化学会第9回离子色谱讨论会演讲摘要集1992：44-45 ) ( [7] 太田一德，望月美由贵，田中一彦. .日本分 析化学会第7回离子色谱讨论会演讲摘要集. 1990：24-25 ) ( [8 3 ] 1 H u W，Haraguchi H. Simultaneous Separationof Inorganic Cations and Anions b y lonChromatography Using a Single Column Coatedwith Weak/Strong-Charged Zwitterionic Bile SaltMicelles[J]，Anal.Chem.，1994，66：765-767 ) ( 91 Hu W，Takeuchi T，Harasuchi H. Electrostatic ion chromatography[J].Ana1.Chem.， 1993，65：2204- 2208 ) ( [10] Small H，Miller T. Indirect photometricchromatography[J].Anal.Chem.1982.54：462- 469 ) ( [11] Iskandarani Z ， M i ller T. Simultaneousindependent analysis of anions and cationsusing indirect photometric chromatography[J]. Anal.Chem.，1985，57：1591-1594 ) ( [12] 王宗花.混合柱离子色谱法同时测定中药川芎中阴阳离子[J].山东化工，1998，12：66-68 ) thermoscientific.com 上海 北京 免费服务热线： 上海浦东新金桥路27号6号楼 北京东城区安定门东大街28号 8008105118 雍和大厦西楼F座7层702-715室 4006505118