自填前处理柱-离子色谱法测定污水阴离子

1.前言

离子色谱分析法是一种广泛应用于无机离子测定的现代仪器分析方法。由于一般的阴离子分析柱对NO₂^-和NO₃^-都有较好的分离和检测效果。所以在水质检测中得到了广泛的应用。

然而，城市污水中含有大量的颗粒物质和溶解性的有机物、金属阳离子等，如直接注入色谱仪管路，会造成管路堵塞或严重污染分析柱。使检测过程不能正常进行。另外，各种阴离子的含量差别很大，Cl^-和SO₄^2-的含量可高达60或100mg/L以上，而F^- 和NO₃^-的含量则在10mg/L以下，NO₂^-更可低至2mg/L以下。如果仅靠稀释一定的倍数进行几种离子同时检测，则高含量离子会因超过线性范围而产生平头峰，低含量离子的响应信号可能会过低，都不能获得准确的检测。所以，必须设计针对性很强的样品前处理方法。所以本文根据污水各方面的特点，选取了适宜的有机物质吸附树脂和离子交换树枝制成了针对污水中阴离子测定的专用前处理柱。

2.实验部分

2.1主要仪器、设备、试剂和和材料

2.1.1仪器

离子色谱仪DX－120（戴安公司制造）、AS-12A型阴离子色谱分析柱、AS4AC4mm型抑制器。

2.1.2 材料及性质

(1)    YXA05型吸附树脂(50-100目)

将50g树脂于100ml甲醇中浸泡48小时后，用纯水洗净，阴干备用。

（2）YZX8型阳离子交换树脂(60-80目)

将50g树脂于100ml乙醇中浸泡48小时后，用纯水洗净，阴干备用。

（3）含银树脂的制备

将 YZX8型阳离子交换树脂以乙醇中浸泡48小时，再经  2%HNO₃浸泡24小 时后 ， 用 纯 水 淋 洗 至检 不 出 NO₃^- ， 阴 干 备 用 。

（4）丙烯纤维棉

        在乙醇中浸泡48小时后阴干备用。

2.2前处理柱的制法

2.2.2  填装方法：

湿法装填，每一种填料间都以丙烯纤维棉隔开，均匀压紧，不留空隙。

2.3前处理柱的制备：

2.3.1Ⅰ型柱

2gYXA05型树脂＋1gYZX8型树脂，用于测定污水中的Cl^-、SO₄^2-的含量。

2.3.2 Ⅱ型柱

0.5g含银树脂＋2gYXA05型树脂＋1gYZX8型树脂，用于测定高含量Cl^-、SO₄^2-的污水中的F^-－、NO₂^-－和NO₃^-的含量。

2.4色谱条件：

淋洗液：0.36mMNaHCO₃^-/0.34mMNaCO₃^2-，上方压；5psi，流速：1.5ml/min；

背景抑制：化学法，再生液：13mMH₂ SO₄溶液；上方压；5psi，流速：2.0ml/min。

2.5样品的测定

2.5.1 Cl^-、SO₄^2-的测定

       滤纸过滤  -----  I型柱过滤 ----- 收集滤液，取1ml过滤后的样品上机测定。

2.5.2 F^-、NO₂^-－和NO₃^-的测定

     滤纸过滤 -----  Ⅱ型柱过滤  ----- 收集滤液，取1ml过滤后的样品上机测定。

3.结果讨论：

3.1树脂

3.1.1 YXA05树脂：

         属吸附树脂，极性较强，能够吸附水样中各种大分子有机物质和胶体物质等。在乙醇或甲醇的浸泡作用下体积增大，即比表面积明显增加。能够获得较高的吸附容量。 经实测，采用通常的总固体含量为150mg/L的水样以5ml/min的流速通过20gYXA05树脂柱，溶解性固体的去除率为85.33％，按照这个处理率计算经处理后的水样中总固体含量为22mg/L。

3.1.2 YZX8阳离子交换树脂

          硅胶上连接磺酸钠盐，并具有交联结构。经实测和计算：1g含银树脂的吸附量为10.9mg/g。

3.1.3含银树脂

    经AgNO₃浸泡后，许多Ag⁺可与树脂上面的碱金属阳离子进行交换，Ag⁺YZX8树脂的交连结构中，样品流经时，能与样品中的Cl^-进行沉淀反应，实现降低Cl^-的作用。1gYZX8含银树脂可处理Cl^-含量为150mg/L的水样72.3ml。

3.2其它材料预处理

3.2.1乙醇代替甲醇

据一些文献报道，树脂在使用前需用一定量的甲醇浸泡24小时以上洗净后使用。考虑到甲醇具有一定的毒性，选用与其性质接近但无毒性的乙醇替代；经实验，经无水乙醇浸泡24小时后洗净的YXA05树脂和YZX8树脂都具有较好的吸附性。

3.2.2丙烯纤维棉

据文献：一般的自填前处理柱都采用玻璃棉作为隔层衬垫。在玻璃棉不易得的情况下，采用丙烯纤维棉代替，以乙醇浸泡48小时洗至无乙醇味，效果与使用玻璃棉相同。

4.结论

4.1自制的前处理住可以很好地吸附污水中的有机污染物质，而不影响检测的精密度和准确度。

4.2自制的含银树脂能够去除污水中95%以上的氯化物，使样品能够在适合NO₂^- 和NO₃^- 的稀释倍数条件下被测定。