ICS_900型离子色谱仪测定水样中的8种阴离子.pdf

第 39卷第 9期辽 宁 化 工Vo.l 39,No.92010年 9月Liaoning Che m ical IndustrySepte mber,2010分析检测ICS-900型离子色谱仪测 定 水 样 中 的 8 种 阴 离 子刘 欣,郭 斌(湖南省矿产测试利用研究所,湖南 长沙 410007)摘 要:离子色谱法是利用离子交换的分离原理,连续对多种阴离子进行定性和定量分析。该方法灵敏度高,稳定性好,检测限低,样品预处理简单,操作简单迅速,能多种离子同时测定。阐述了用离子色谱法测定水样中的 F-,BrO-3,Br-,Cl-,NO-3,NO-2,PO3-4,SO2-4等离子,并获得满意的测定结果。关 键 词:离子色谱;阴离子;水样;测定中图分类号:O 657.7 文献标识码:A 文章编号:10040935(2010)09 099603 离子色谱法(IC)是 20世纪 70年代发展起来的一项新型液相色谱法。水样注入碳酸盐-碳酸氢盐溶液并流经系列的离子交换树脂,基于待测阴离子对低容量强碱性阴离子树脂(分离柱)的相对亲和力不同而彼此分开。被分开的阴离子,在流经强酸性阳离子树脂(抑制柱)室,被转换为高电导的酸型,碳酸盐-碳酸氢盐则转变成弱电导的碳酸(清除背景电导)。用电导检测器测量被转变为相应酸型的阴离子,与标准进行比较,根据保留时间定性,峰高或峰面积定量。离子色谱法用于对雨水,湖水等试样中的测定已有报道 1-6。以碳酸钠/碳酸氢钠混合溶液作为淋洗液,当流动相携带样品流经离子交换柱时,基于待测阴离子对低容量强碱性阴离子树脂(分离柱)的相对亲和力不同而彼此分开,被分离的阴离子在流经强酸性阳离子树脂(抑制柱)时,被转换为高电导的酸型,而淋洗液中的碳酸钠/碳酸氢钠则转换为弱电导酸型(清除背景电导),用电导检测器检测转换为相应酸型的阴离子而产生相应的电导信号。然后根据信号峰的保留时间定性,峰高或峰面积定量。1 实验部分1.1 仪器及试剂美国戴安 ICS-900型离子色谱仪配有电导检测器、化学抑制器、低脉冲串联式双活塞往复泵、双通道蠕动泵、数据采集/处理软件等。标准样:F-,BrO-3Br-,Cl-,NO-3,NO-2,PO3-4,SO2-4(国家标准物质研究中心)。碳酸钠、碳酸氢钠均为分析纯,溶液均用电阻率 18M8 超纯水配制。1.2 色谱条件色谱柱:AS9-HC型阴离子分析柱(250 mm 4mm),AS9-HC 型保护柱(50 mm 4 mm);流动相:1.7 mmol/L碳酸氢钠+1.8 mmol/L碳酸钠淋洗液;50 mM 硫酸抑制器再生液;进样体积:25 LL;流速:1.5 mL/m in。1.3 实验过程1.3.1 样品制备为避免保护柱,分离柱和抑制柱堵塞,所有水样需用 0.22 L m 的水相过滤头过滤后进样,过滤头应及时更换(不应超过 3种水样)。所有淋洗液需经0.22 Lm水相过滤膜真空抽滤,样品用 0.22 Lm 水相过滤头过滤。1.3.2 标准曲线的绘制分别吸取 F-,Br O-3,Cl-,NO-2,Br-,NO-3,SO2-4,PO3-4标准贮备液配制 4点混合标准溶液,用超纯水定容。以质量浓度为横坐标,峰面积为纵坐 收稿日期:2010-05-14 作者简介:刘 欣(1971-),女,助理工程师。标分别绘制各离子的标准曲线。见表 1。表 1 标准曲线的配置 mg/L1234F-0.10.20.81.6Br O-30.000 50.001 00.005 00.010 0Cl-0.1250.2501.2502.500NO-20.400.804.008.00Br-0.400.804.008.00NO-30.400.804.008.00SO2-40.61.26.012.0PO3-40.61.26.012.08种阴离子的线性方程、相关系数见表 2。由表2可知,峰面积与质量浓度之间的线性关系良好。表 2 8种阴离子的线性方程、相对标准偏差和相关系数序号保留时间/m in峰名称校准类型点截距C0斜率C1曲率C2相关系数,%14.03F-L i n40.0002.9800.00099.97526.28BrO-3L i n40.0004.3540.00099.96137.32Cl-L i n40.0002.1810.00099.9274922NO-2L i n40.0001.3570.000100.000512.88Br-L i n40.0000.9100.00099.945615.81NO-3L i n40.0001.1550.00099.948720.13SO2-4L i n40.0001.6120.00099.930821.86PO3-4L i n40.0000.5770.00099.930平均:0.000 0 1.890 7 0.000 099.951 81.3.3 样品测定定性分析:用自动进样器注入 25 LL待测样品,记录色谱图。根据保留时间确定离子种类,出峰顺序 为F-,BrO-3,C l-,NO-2,Br-,NO-3,SO2-4,PO3-4。定量分析:测量各阴离子对应的峰面积,用外标法定量。根据样品的峰面积,通过标准曲线得出各种阴离子的浓度。2 结果与讨论2.1 淋洗液浓度的选择用带抑制器的离子色谱仪测定阴离子时常用Na2CO3/Na HCO3系列淋洗液,不同浓度的淋洗液浓度及流速对分离效果有很大影响。本文通过实验确定采用 1.8mmol/L Na HCO3+1.7mmol/L Na2CO3,50mM 硫酸抑制器再生液。分析低浓度样品时,可选择较低的淋洗液流速,以提高检测的灵敏度。虽然淋洗液流速增加,可以缩短保留时间,但分离效果不好,检测灵敏度也会有不同程度的降低。本实验选用淋洗液流速为 1.5mL/m in。2.2 标准样品的测试在选定的最佳条件下,8种阴离子的标样色谱图如图 1所示,样品分析只需 30 m in,各离子之间分离完全,无干扰。图 1 色谱分离图2.3 方法的精确度将标样重复进样 6次,分别以积分面积和保留时间来考察本方法的精确度。计算标准偏差(SD)与相当标准偏差,结果见表 3。表 3 标准偏差与相当标准偏差结果序号保留时间/m in峰名称SD/(mg#L-1)RSD,%14.03F-0.530 50.352 826.28Br O-30.269 80.273 337.32Cl-0.719 40.193 149.22NO-20.178 00.021 9512.88Br-0.165 50.000 1615.81NO-30.247 20.295 8720.13SO2-40.788 10.242 6821.86PO3-40.194 70.108 9相对偏差均在 0.5以内,测定具有很好的精密度。2.4 灵敏度试验在已知以上 8种阴离子浓度的标样评估本方法的灵敏度,结果见表 4。表 4 实 验 数 据峰名称浓度(Conc.)/(mg#L-1)峰高(H)/(LS#cm-1)干扰(Noise)(MAX)检测限(DL)/(LS#L-1)F-1.6038.030.000 50.042Br O-30.0100.250.000 50.040Cl-2.5031.280.000 50.080NO-28.0045.240.000 50.180Br-8.0025.640.000 50.310NO-38.0025.430.000 50.310SO2-412.0039.760.000 50.300PO3-412.0011.560.000 51.040检测限按公式(1)计算:DL=2#Noise/H#C(1)997第 39卷第 9期 刘 欣,等:ICS-900型离子色谱仪测定水样中的 8种阴离子 8种离子的检测限分别为:0.042、0.040、0.080、0.18、0.31、0.31、0.30和 1.04,均为 10-9级。3 结 论本文对美国戴安 ICS-900型离子色谱仪测定实际水样中阴离子的方法进行了探讨,测定结果表明,该方法简单易行,结果准确,灵敏度高,可以同时快速测定出实际水样中的 8种常规阴离子,且易于实现自动化,降低工作强度。参 考 文 献 1 陶钢,牛星梅,许立峰.离子色谱法测定地表水中阴离子的研究 J.理化检验-化学分册,2000,36(10):459-461.2 田伟,杨元.离子色谱法测定水中的 F-、Cl-、NO-2、NO-3、SO2-4 J.化学分析计量,2002(2):13-14.3 郑晓红,阴海绯.离子色谱法测定地面水和雨水中的 F-、Cl-、NO-2、NO-3、SO2-4 J.上海环境监测,1999(4):43-45.4 国家环境保护总局5水和废水监测分析方法6编委会.水和废水监测分析方法 M.4版.北京:中国环境科学出版社,2006:156-161.Detection of EightK inds ofAnions inW ater Samples by Ion Chromatograph ICS-900LIU X in,GUO Bin(Hunan Institute ofAnalyzing and Utilization forM ineralResource,Changsha 410007,China)Abstract:IC-Ion chromatography utilizes ion exchange separation principle to carry out qualitative and quantitative analysis ofmanykinds of anions.The method is sensitive,stability and low detection li mit,sa mple preparation is si mple and operation is quickly.Inthis paper,F-,Br O-3,Br-,Cl-,NO-3,NO-2,PO3-4,SO2-4inwater sampleswere detected by IC-Ion chro matography and resultswere satisfactory.K ey words:I C-Ion chromatography;Anion;W ater;Deter m ination欢迎订阅、欢迎投稿、欢迎刊发广告5石油化工应用 62011年征订启事5石油化工应用6是由国家科技部、国家新闻出版总署批准、宁夏科协主管、宁夏石油学会、宁夏化学学会主办的国内外公开发行的石化及相关行业综合性科技期刊,也是全国唯一一家石油天然气、化工产业上下游相连接的应用性科技期刊。1981年创刊,国际统一刊号 ISSN1673-5285,国内刊号 CN64-1058/TE。广告许可证号:6400004000014。本刊为月刊,大 16开本,每期定价 12元,全年 144元(含邮费)。本刊主要报道:石油天然气、石油化工、煤化工、化工制药、精细化工、石油化工设计、石油化工机械、石油化工自动化、石油化工产品的分析与测试、石油化工新产品的研究及应用,石化节能与减排、技术改造、石化污水处理、国内外石化行业科技动态等。本刊是美国 3 化学文摘 4(CA)千刊表收录期刊,5中国核心期刊(遴选)数据库 6全文收录期刊。中国学术期刊文摘(英文版)收录期刊,全国石油和化工行业优秀期刊。读者对象:石化及相关行业企事业单位的工程技术人员、科研院所科技人员、管理人员、高校师生及一切有志于石化行业发展的有识之士、市场营销人员等。凡订阅者可直接向5石油化工应用6编辑部或全国各地邮局订阅。邮发代号:74-38。开户行:银川市宁夏银行凤凰支行 电话:[phone]户 名:5石油化工应用6杂志社 传真:[phone]帐 号:09000140900008489 邮 编:750001 Emai:l syhgyy 网址: 联系人:佘晓东 地址:宁夏银川市凤凰北街 172号998 辽 宁 化 工 2010年 9月