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时间:2019-05-26
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1、知识介绍离子色谱法(IC)及其应用李玉珊卢佩章(中国科学院大连化学物理研究所)1970年左右,有机物的液相色谱实现了高效分在离子交换树脂上分离离子,实质上取决于样离,但是无机离子的色谱分离技术显得落后了。直品离子、移动相以及离子交换树脂官能团之间的关到1975年,H.Small等人〔1提出了用自动电导检测系。两个离子,A和B进行交换,对一价离子用反器的新的离子交换色谱法,首次实现了无机的和应式(1)表示,对不同电荷的离子用反应式(2)描有机的阴离子快速分离和检测。在Small的论文述离子交换平衡猓:中,把改进后的电导检测器安装在离子交换树脂柱的后面。这种
2、自动检测的现代色谱分离离子的方法叫做离子色谱(IonChromatography,IC)。最其中下标s代表溶液相,r代表树脂相。b和a代近Centcon调查表明(2),IC是发展最快的,甚至表电荷数。平衡常数,也叫醒选择性系数表示如下:超过了高效液相色谱(HPLC)本身的发展速度。离子色谱分为两种类型。Small〔1〕等人首先介绍的是双柱法,该法使用一根离子交换柱用于分离,第二根是“抑制”柱,用于除去洗脱液中大部分离子,以便在检测时消除移动相中离子的干扰。其中方括弧代表离子浓度,对溶液相是毫克分子/由Gjerce等介绍的是单柱法34〕,该法不用抑制毫升,
3、对树脂相是毫克分子/克。柱,从分离柱流出的液体直接进入检测器,且可使已交换的离子A的重量分配系数Dg用方程(3)用常规的LC设备,所以单柱法发展最快。然而,表示如下:新的抑制法使用,如中空纤维抑制柱,柱效得到改善,所以双柱法仍然得到广泛的使用。经典的离子交换色谱与现代离子色谱的不同之体积分配系数Dr为:处在于洗脱液和样品送入柱子的方式不同,使用的树脂和柱子类型以及检测方法不同。现代离子色谱其中ρ是树脂床层的密度,法克服了经典的离子交换色谱的缺点,具有快速、高效、方便、灵敏等优点。两者的比较见表1。在色谱中常用容量因子K'代替分配系数。离子表1经典离子交换
4、色谱与现代离子色谱的比较A的容量因子是柱中树脂相中的量(不是浓度)被溶芤液合相中的量除。把该定义代入公式(3)中,得到:该方程表明,容量因子可根据分配系数计算,而分配系数是由一组树脂与离子溶液的平衡得到。然而,在现代色谱中,根据洗脱的离子保留体积(V)或保A留羰时间(t)测舛定容量因子更为方便。二抑制柱及柱后衍生化作用常用的检测法不仅能检测样品离子,而且对移其中Vo和to分别是该柱的死体积和死时间。动相中的离子有响应。所以必须消除移动相离子的离子色谱是由下列各部分组成的(见图1):干扰。在离子色谱中,消除(抑制)移动相离子干(1)洗脱液容器;扰的常用方法
5、有两种:抑制反应和柱后衍生化作(2)输液泵;(3)进用。样阀;(4)分离柱;(一)抑制反应用抑制反应改变移动(5)抑制柱;(6)检相,使移动相中的离子不被检测器测出。离子色谱测器;(7)记录器。通常使用电导检测器。在抑制反应中(例如对阳离一分离柱子讲),把高电导率移动相的氢氧化物转变成纯(一)离子色谱水,而样品离子则转变成他们相应的酸。所用的分离柱装有离NaOH+H+→鶱Na++H2O子交换树脂。所用的NaX+H+→HX+Na+离子交换树脂包括:1.最初,在装有强酸性阳离子交换树脂的柱阳离子交换树脂,阴中进行抑制反应,使用一段时间后,这种树脂就需离子交换
6、树脂以及要再生,很不方便。鳌合离子交换树脂。之后,用连接有磺酸基(-SO3的离子交换为了减小扩散阻力,膜(阳离子交换膜)或用连接铵基(-NH+4)的离子改善色谱分离效率,交换膜(阴离子交换膜)。阳离子交换膜能让阳离要使用均匀粒度的小子通过该膜扩散过去,而阴离子不能扩散过去。球形树脂。使用最广泛的阳离子交换树脂是在有机2.1981年后报道了中空纤维抑制法〔9-11〕常聚合物分子上(如苯乙烯—二乙烯基苯共聚物)连接这种纤维是由阳离子交换膜材料拉制而成。从分离磺酸基官能团(-SO3)。最常用的阴离子交换剂柱流出的洗脱液在中空纤维孔中流动,中空纤维外是在有机聚合
7、物分子上连接季铵官能团(-NH+4)。边流动的是强酸溶液。水合氢离子穿过膜进入中空以上所述的常规高容量离子交换树脂,由于传质速纤维管内与阳离子进行交换。用这种方法不仅不需度慢,柱效和分离速度都较低。Horvath〔5〕等描要再生抑制柱,而且减小×了峰的加宽,改善了柱述了薄膜阴离子交换树脂,该树脂是由苯乙烯—二效。乙烯基苯共聚物核芯上沉淀一薄层阴离子交换树(二)柱后衍生作用柱后衍生作用是脂,因此缩短了扩散的路径,所以离子交换快,传一种老方法,在该方法中,从柱子流出的洗脱液与质快,改善了柱效。另一种同样高性能树脂是在小对被测物有特效作用的试剂相混合,在一反应
8、器中颗粒多孔硅胶上涂一薄层离子交换材料。鳌合离子生成络合物,然后用分光光度法或萤
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