離子色譜法是一種比較新的離子分析技術(shù)。是將改進(jìn)后的電導(dǎo)檢測器安裝在離子交換樹脂柱的后面，以連續(xù)檢測色譜分離的離子的方法。1975年H.斯莫爾等人將經(jīng)典的離子交換色譜與高效液相色譜技術(shù)相結(jié)合，創(chuàng)造了使用連續(xù)電導(dǎo)檢測器的現(xiàn)代離子色譜法，它與經(jīng)典的離子交換色譜的區(qū)別在于分離柱的高效能，即現(xiàn)代離子色譜使用小粒度和低交換容量的樹脂及小柱徑的分離柱，以及進(jìn)樣閥進(jìn)樣，泵輸送洗脫液,連續(xù)檢測,故具有迅速、連續(xù)、高效、靈敏等優(yōu)點。離子色譜中使用的固定相是離子交換樹脂。離子交換樹脂上分布有固定的帶電荷的基團(tuán)和能游動的配位離子。當(dāng)樣品加入離子交換色譜往后，如果用適當(dāng)?shù)娜芤合疵?，樣品離子即與樹脂上能游動的離子進(jìn)行交換，并且連續(xù)進(jìn)行可逆交換吸附和解吸，最后達(dá)到吸附平衡。

1 研究意義

離子色譜是高效液相色譜的一種，故又稱高效離子色譜( HPIC) 或現(xiàn)代離子色譜，其有別于傳統(tǒng)離子交換色譜柱色譜的主要是樹脂具有很高的交聯(lián)度和較低的交換容量，進(jìn)樣體積很小，用柱塞泵輸送淋洗液通常對淋出液進(jìn)行在線自動連續(xù)電導(dǎo)檢測。離子色譜法是高效液相色譜法中分離分析溶液中離子組分的方法。

傳統(tǒng)的化學(xué)方法測定水中陰離子存在準(zhǔn)備工作繁瑣、靈敏度差等缺點，通過對離子色譜法的學(xué)習(xí)與掌握，通過實驗數(shù)據(jù)的分析和討論驗證離子色譜具有選擇性好、靈敏度高，準(zhǔn)確性高，穩(wěn)定性好，檢測限低等優(yōu)點?，F(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展更為離子色譜的應(yīng)用提供了良好的發(fā)展空間，越來越簡便的操作、更加精準(zhǔn)的監(jiān)測結(jié)果都為離子色譜的應(yīng)用提供了基礎(chǔ)。離子色譜能測定下列類型的離子：有機(jī)陰離子、堿金屬、堿土金屬、重金屬、稀土離子和有機(jī)酸,以及胺和銨鹽等。

2 實驗部分

2. 1主要儀器和試劑

儀器：ICS-1100離子色譜儀配有陰離子色譜柱AG19 /AS194 mm、抑制器ASRS 300、電導(dǎo)檢測器、串聯(lián)泵、淋洗液等; TU-1810紫外分光光度計;721 型分光光度計;超聲波清洗器;烘箱; 離心機(jī);PHS-2 F型酸度計; 氟離子選擇; 飽和甘汞電極; 電磁攪拌器; 容量瓶1000 mL，100mL; 吸量管10mL; 25mL滴定管、三角瓶。

試劑: 氯化鈉、 硫酸鉀、 硝酸鉀、氯化鈉、硝酸銀、鉻酸鉀、鹽酸、氯化鋇、氨水、超純水、國家標(biāo)準(zhǔn)溶液1000mg /L 的F-、離子強度緩沖液。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制以及測定

根據(jù)本市水質(zhì)特點， 氟化物的濃度選擇為0.2～1.5mg/L，氯化物的濃度選擇為25～250mg/L，硝酸鹽的濃度選擇為2～15mg/L，硫酸鹽的濃度選擇為25～250mg/L。陰離子混合標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制為: 將氯化鈉、硝酸鉀、硫酸鉀放入烘箱中，在溫度為105℃下干燥2 h，室溫后準(zhǔn)確稱取氯化鈉0.8242g、硫酸鉀0.9071g定容至100ml,此溶液濃度為5 mg/L，準(zhǔn)確稱取硝酸鉀0.3609g、定容至500ml,此溶液濃度為500 mg/L，準(zhǔn)確吸取5.0 mL氟標(biāo)準(zhǔn)(1000 mg/L)定容到100 ml. 此溶液濃度為50 mg/L，然后再分別從Cl -、SO42-、溶液中吸取0.5,1.0，2.0,3.0,4.0,5.0 ml 從NO 3-、F -溶液中吸取0.4,0.8,1.2,1.6,2.0,3.0 ml用超純水定容至100 ml，此6個混標(biāo)系列濃度范圍(如表1所示)。

表14種離子的標(biāo)準(zhǔn)曲線濃度(mg/L)

以質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，峰面積為縱坐標(biāo)分別繪制四種離子的標(biāo)準(zhǔn)曲線如圖1 所示。

圖1 4種離子的標(biāo)準(zhǔn)曲線圖

四種離子的線性方程、相關(guān)系數(shù)見表2。由表2 可知，峰面積與質(zhì)量濃度之間的線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)均大于0.999。

表2 4種離子的線性方程、相關(guān)系數(shù)

同時做環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)樣品

批號201923水質(zhì) 硫酸鹽標(biāo)準(zhǔn)值160不確定度7mg/L

批號201831水質(zhì) 氯化物標(biāo)準(zhǔn)值150不確定度4mg/L

批號201733水質(zhì) 氟化物標(biāo)準(zhǔn)值0.76不確定度0.04mg/L

批號200829水質(zhì) 硝酸鹽標(biāo)準(zhǔn)值9.00不確定度0.31mg/L

2. 3 離子色譜法測定水體中陰離子

對混標(biāo)3的標(biāo)準(zhǔn)溶液對應(yīng)濃度分別為0.60 mg /L、100 mg /L、6.00 mg /L、100mg/L的F - 、Cl-、NO3-、SO42-

平行進(jìn)樣7次，計算水中離子的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差，結(jié)果見表3

可見離子色譜測陰離子的精密度很好。

2.2 常規(guī)方法測定水中陰離子

常規(guī)的化學(xué)方法有: 電極法、容量法、紫外分光光度法、分光光度法等; 本論文采用GB5750.5-2006.3.1離子選擇電極法測定氟化物;GB5750.6-2006.2.1硝酸銀容量法測定氯化物;GB5750.6-2006.5.2，紫外分光光度法測定硝酸鹽氮;

GB5750.6-2006.1.3鉻酸鋇分光光度法(熱法)測定硫酸鹽。

2. 3繪制各離子的標(biāo)準(zhǔn)曲線如圖2 所示

圖2

以下表4為氟化物、硝酸鹽、硫酸鹽的線性方程、相關(guān)系數(shù)

對混標(biāo)3的標(biāo)準(zhǔn)溶液對應(yīng)濃度分別為0.60 mg /L、100 mg /L、6.00 mg /L、100mg/L的F - 、Cl-、NO3-、SO42-，平行測定7次，計算水中離子的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差，結(jié)果見表5

2.2.5離子色譜法與常規(guī)方法測定各離子的結(jié)果比較離子色譜法見表6

離子色譜法與常規(guī)方法測定各離子的結(jié)果比較離子色譜法測定相關(guān)性指標(biāo)良好，與常規(guī)方法測定各離子的結(jié)果基本一致，無顯著性差異，完全可以達(dá)到測定要求

2.3 離子色譜測定中的影響因素

離子濃度對測定結(jié)果的影響，如果水樣的總離子強度較大，被測定離子濃度與標(biāo)準(zhǔn)濃度相差較大，會影響測定結(jié)果的準(zhǔn)確性，應(yīng)適當(dāng)加大樣品稀釋倍數(shù)，稀釋時，最好用淋洗液進(jìn)行稀釋，以減小水負(fù)峰對測定結(jié)果的影響。標(biāo)準(zhǔn)曲線和樣品等實驗的測定應(yīng)在相同條件下進(jìn)行。如果水樣渾濁，需用0.22μm孔徑濾膜過濾后進(jìn)行測定，以免使儀器流路及色譜柱發(fā)生堵塞。

傳統(tǒng)方法測定水中陰離子的操作繁瑣、耗時長、藥品儀器多，而離子色譜儀可以一臺儀器同時測定樣品中的多種陰離子、連續(xù)測定多個樣品，并且結(jié)果與傳統(tǒng)方法的基本一致。

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