离子色谱直接电导检测法分离测定吡啶离子液体阳离子

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1、离子色谱-直接电导检测法分离测定吡啶离子液体阳离子摘要：建立了离子色谱-直接电导检测法分离测定两种吡啶离子液体阳离子(N-乙基吡啶和N-丁基吡啶阳离子)的方法。采用羧酸型阳离子交换色谱柱，以无机酸(硫酸、甲烷磺酸)或乙二胺+乙腈为淋洗液，考察了淋洗液种类、浓度、乙腈含量及色谱柱温度对离子保留的影响。确定最适色谱条件为：8.0mmol/L甲烷磺酸+5%乙腈(v/v)(pH2.12)为流动相，流速1.0mL/min，柱温45℃。所测阳离子的检出限(S/N=3)分别为4.19mg/L和9.81mg/L，峰面积的相

2、对标准偏差(n=5)在0.8%以下。将方法应用于地表水的测定，加标回收率在97.2~97.8%之间。关键词：离子液体，离子色谱，电导检测，烷基吡啶1引言离子液体(ionicliquids,ILs)是由含氮、磷的有机阳离子(如烷基咪唑离子、烷基吡啶离子、烷基季铵离子、烷基季鏻离子等)和无机或有机阴离子组成的盐类，室温下呈液态。离子液体以其特殊的性质广泛应用于催化合成、生物医药、电化学及分析化学[1]等领域。随着离子液体应用范围的扩大，离子液体的分离及提纯、测定环境中的离子液体等具有重要意义。现今，离子液体阴离

3、子的测定主要采用离子色谱。由于其阳离子体积较大，测定方法主要是反相液相色谱及毛细管电泳。近年，出现了离子色谱分析离子液体阳离子的研究[2,3]，但采用离子色谱方法测定吡啶离子液体阳离子的研究未见报道。本实验采用离子色谱和直接电导检测分析两种吡啶阳离子，考察了影响保留的因素，确定了最适分离条件，建立了简单的离子色谱分析吡啶离子液体阳离子的方法，并应用于地表水样的测定。2实验部分2.1仪器与试剂LC-20A型高效液相色谱仪(日本岛津公司)，配有CDD-10Avp电导检测器、LC-20ADsp流动相输液泵、CTO

4、-20AC柱温箱、SIL-20A自动进样器和SCL-10Avp系统控制器；Simplicity纯水系统(美国Millipore公司)；DOA-P504-BN型无油真空泵(美国IDEX公司)；PHSF-3F型pH计(上海精密科学仪器有限公司)；0.22μm过滤膜(天津Automaticscienceinstrument公司)。离子液体：碘化N-乙基吡啶，纯度≥99%；N-丁基吡啶三氟甲磺酸盐，纯度≥98%。甲烷磺酸、乙二胺为分析纯试剂，硫酸为优级纯试剂，乙腈为色谱纯试剂。标准溶液的配制：用超纯水（电阻率18.

5、2MΩ·cm–1）先配制浓度为500mg/L的被测离子标准储备液，保存于4°C冰箱中，待使用时稀释至实验所需浓度，经滤膜过滤后使用。淋洗液的配制：根据实验配制准确浓度的淋洗液，经滤膜过滤、真空脱气15min后使用。2.2色谱分析色谱柱：Shim-packIC-SC1阳离子交换柱(150mm×5.0mmi.d.，日本岛津公司)，填充粒径为6μm的带羧基官能团的聚甲基丙烯酸酯聚合物阳离子交换树脂；淋洗液：8.0mmol/L甲烷磺酸+5%乙腈(v/v)(pH2.12)；流速：1.0mL/min；柱温：45°C；进

6、样体积：20μL；检测方式：直接电导检测；数据处理：岛津LCSolutionVer1.1色谱工作站。3结果与讨论3.1淋洗液对离子保留的影响将色谱柱温度设定为30°C，流速为1.0mL/min，比较硫酸、甲烷磺酸、乙二胺三种淋洗液对N-乙基吡啶(1-ethylpyridiniumcation，EPy+)、N-丁基吡啶(1-butylpyridiniumcation，BuPy+)两种离子液体阳离子分离的影响。首先，实验以5.0mmol/L硫酸+3%乙腈(v/v)(pH2.0)为淋洗液，EPy+和BuPy+可在

7、42min内完全分离，但基线波动较大。然后，实验采用不同浓度的乙二胺（0.1~1.0mmol/L）+3%乙腈(v/v)为淋洗液，硫酸调控pH值，考察两种阳离子的分离。结果表明，pH值对分离时间的影响较大。当pH=3.0，乙二胺浓度为1.0mmol/L时，分离时间仍超出1h。当pH=2.0时，分离时间仅28min，但此时流动相中H+浓度较高，在9min左右出现系统峰干扰了EPy+的色谱峰。因此，尽管乙二胺作淋洗液的基线平稳，但分离效果并不理想。最后，选用10mmol/L甲烷磺酸+3%乙腈(v/v)(pH2.0

8、)为淋洗液，两种阳离子在25min内完全分离，且基线波动较小。综合考虑以上结果，选定甲烷磺酸为淋洗液。在色谱柱温度30°C，流速1.0mL/min的条件下，分别以6.0、7.0、8.0、9.0、10.0mmol/L的甲烷磺酸+3%乙腈(v/v)作为淋洗液，考察淋洗液浓度对离子保留的影响。离子保留因子的对数值(logk)与淋洗液浓度(mmol/L)对数值(logc)之间关系曲线的线性回归方程如下：EPy+：logk