离子色谱资料讲解
离子色谱知识大全
离子色谱(ion Chromatography)是高效液相色谱的一种，是分析离子的一种液相色谱方法。
根据分离机理，离子色谱可分为高效离子交换色谱(HPLC)、离子排斥色谱(HPIEC)和离子对色谱(MPIC)。
离子色谱-用途离子色谱主要是利用离子交换基团之间的交换，也即利用离子之间对离子交换树脂的亲和力差异而进行分离。
离子交换色谱柱的填料是阴、阳离子交换树脂，是在有机高聚物或硅胶上接枝有机季铵或磺酸基团。
常用的检测器是电导检测器。
离子色谱主要用于阴阳离子的分析，特别是阴离子的分析。
离子色谱的检出限在μg／L?mg／L，而且多种离子同时测定，简便，快速。
到目前为止，离子色谱仍然是测定阴离子最佳的方法。
离子色谱是高效液相色谱的一种，故又称高效离子色谱（HPIC）或现代离子色谱，其有别于传统离子交换色谱柱色谱的主要是树脂具有很高的交联度和较低的交换容量，进样体积很小，用柱塞泵输送淋洗液通常对淋出液进行在线自动连续电导检测。
分离的原理是基于离子交换树脂上可离解的离子与流动相中具有相同电荷的溶质离子之间进行的可逆交换和分析物溶质对交换剂亲和力的差别而被分离。
适用于亲水性阴、阳离子的分离。
例如几个阴离子的分离，样品溶液进样之后，首先与分析柱的离子交换位置之间直接进行离子交换（即被保留在柱上），如用NaOH作淋洗液分析样品中的F-、Cl-和SO42-，保留在柱上的阴离子即被淋洗液中的OH-基置换并从柱上被洗脱。
对树脂亲和力弱的分析物离子先于对树脂亲和力强的分析物离子依次被洗脱，这就是离子色谱分离过程，淋出液经过化学抑制器，将来自淋洗液的背景电导抑制到最小，这样当被分析物离开进入电导池时就有较大的可准确测量的电导信号。
离子色谱主要用于环境样品的分析，包括地面水、饮用水、雨水、生活污水和工业废水、酸沉降物和大气颗粒物等样品中的阴、阳离子，与微电子工业有关的水和试剂中痕量杂质的分析。
另外在食品、卫生、石油化工、水及地质等领域也有广泛的应用。
离子色谱基础知识详解
离子色谱基础知识详解离子色谱(Ion Chromatography)是高效液相色谱（HPLC）的一种，是分析阴离子和阳离子的一种液相色谱方法。
离子色谱法在上世纪70年代逐步发展起来的一种微量离子分析技术，在分析测定阴、阳离子、离子型化合物方面具有灵敏、快速、准确度高、选择多样等优点，获得很多研究人员及技术人员的青睐，随后离子色谱仪被广泛应用于环境监测、石油化工、农药、食品生产等行业。
1、离子色谱的概念离子色谱（Ion Chromatography）是高效液相色谱（HPLC）的一种，是分析阴离子和阳离子的一种液相色谱方法。
它是以低交换容量的离子交换树脂为固定相对离子性物质进行分离，用电导检测器连续检测流出物质电导变化的一种色谱方法。
色谱技术：化学分析常用的一种分离技术离子型物质：在水溶液中电离,，具有正或负电荷的元素或者基团阴离子（7种）：F-、Cl-、Br-、NO2-、NO3-、SO42-、PO43-阳离子（6种）：Li+、Na+、NH4+、K+、Mg2+、Ca2+有机化合物：有机酸，氨基酸类，有机胺类，糖类，表面活性剂等。
离子色谱的检测对象：阴离子：75%、阳离子：15%、其他化合物及其有机酸占10%。
2、离子色谱的原理在色谱分离过程中，样品中的离子与流动相中对应离子进行交换，在一个短的时间，样品离子会附着在固定相中的固定电荷上。
由于各种样品待测离子和固定相树脂间的亲和力不同，吸附在固定相上的离子和流动相的离子发生竞争交换反应，各种离子按先后顺序被洗脱出来。
3、离子色谱的类型（1）离子交换色谱高效离子交换色谱应用离子交换的原理，采用低交换容量的离子交换树脂来分离离子，它在离子色谱中应用最广泛，其主要填料类型为有机离子交换树脂，主要用于有机和无机阴、阳离子的分离。
（2）离子对色谱离子对色谱的固定相为疏水型的中性填料，用于阴离子分离的对离子是烷基胺类，如氢氧化四丁基铵、氢氧化十六烷基三甲烷等；用于阳离子分离的对离子是烷基磺酸类，如己烷磺酸钠、庚烷磺酸钠等。
离子色谱PPT课件
K+ Na+ NH4+
Column : IonPac CS12A, CG12A Eluent : 20 mM Methanesulfonic acid Flow rate : 1.0 mL/min Detection : Conductivity
（CSRS Recycle mode) Mg2+ Ca2+
• 离子色谱基本原理及概述
▪ 离子色谱的基本构成 ▪ 分离与检测的基本原理和特征
分离柱、抑制器
离子色谱的使用要点
色谱
• 气相色谱 (气－固分离，流动相为载气) • 液相色谱 (液－固分离，流动相为液体)
– ＨＰＬＣ (主要分离非极性的有机化合物)
–ＩＣ (主要分离极性和部分弱极 性的化合物)
什么是离子色谱 ?
至检测池
电 极
溶液
检测池
使用电导检测器存在的问题
离子色谱的流动相是电解质溶液，样品以电解质溶液 为背景，而被测物的浓度又大大小于流动相电解质的 浓度，这样难以测量由于样品离子的存在而产生的微 小电导的变化。
利用抑制器可以除去流动相中的高浓度电解质，把背 景电导加以抑制，从而解决了在离子色谱中使用电导 检测器的问题。
• 利用色谱技术测定离子型物质的方法
色谱 : 用于分析的一种分离技术
离子型物质 : 在水溶液中电离，具有 + 或 – 电 荷的
元素
• 阴离子 ： Ｃｌ－，ＮＯ2－，ＳＯ４２－，ＣｒＯ４２－ • 阳离子 ： Ｎａ＋，ＮＨ４＋，Ｃａ２＋，Ｆｅ３＋
离子色谱基本原理
离子色谱中发生的基本过程就是离子交 换，因此，离子色谱本质上就是离子交 换色谱。
抑制器
安装在电导池之前 提高待测离子的电导率：
《离子色谱分析法》课件
分离
样品在色谱柱中进行分离，不同 的离子根据其特性被分离出来。
离子色谱仪的维护与保养
定期清洗色谱柱
根据使用情况，定期清洗色谱柱，以保持其分离效果和使用寿命。
定期校准检测器
为了保证检测结果的准确性，应定期对检测器进行校准。
保持仪器清洁
定期清洁仪器表面和内部部件，防止污染和堵塞。
建立维护档案
记录仪器的使用和维护情况，方便管理和追踪。
食品工业
用于检测食品中的添加剂、农药残留等，保 障食品安全。
生物医学
用于研究生物体内离子的变化，辅助疾病诊 断和治疗。
工业生产
在化工、制药等领域，用于产品质量控制和 生产过程监控。
提高离子色谱分析法的准确度和灵敏度的方法
01
优化样品前处理
采用先进的样品前处理技术，如 固相萃取、膜过滤等，降低基质 干扰，提高待测离子的提取率。
废水处理
在废水处理过程中，离子色谱分析法可用于检测 废水中的有害离子，如重金属离子和硫化物等， 确保废水达标排放。
大气污染监测
离子色谱分析法可用于监测大气中的气溶胶和气 体中的阴阳离子，了解大气污染状况和来源。
在食品检测中的应用
食品添加剂检测
01
离子色谱分析法可用于检测食品中的添加剂，如甜味剂、防腐
离子色谱分析法的应用领域
环境监测
用于检测水、土壤、空气等环境样品中 的阴阳离子，如硝酸根、硫酸根、氯离
子等。
制药
用于药物的分离和纯化，以及药物中 杂质的检测和控制。
食品分析
用于检测食品中的无机离子和有机酸 ，如水果、蔬菜、饮料等中的硝酸根 、硫酸根、磷酸根等。
其他领域
样品准备
根据分析目的和样品类型，进行 适当的样品处理，如稀释、过滤
离子色谱.完整版PPT资料
•
在实际工作中，气相色谱法是以气液色谱为
主。
气相色谱的工作原理
• 实质上气相色谱分离是利用式样中个组分在色谱 柱中的气相和固定相间的分配系数不同，当汽化 后的试样被载气带入色谱柱中运行时，组分就在
其中的两相间进行反复多次（１０３～１０６）的
分配（吸附－脱附－放出）由于固定相对各种组 分的吸附能力不同（即保存作用不同），因此各 组份在色谱柱中的运行速度就不同，经过一定的 柱长后，便彼此分离，顺序离开色谱柱进入检测 器，产生的离子流信号经放大后，在记录器上描 绘出各组分的色谱峰。
3.气相色谱法的特点
• （1）分离效能高 • 一般填充柱有几千块理论塔板，而毛
细管柱理论塔板达１０３～１０６，因 而可以分析沸点相近的组分和十分复 杂的混合物。例如60m长的毛细管柱 可将汽油含10个碳以内的组分分理出 240个色谱峰。
3.气相色谱法的特点
• （2）选择性高 • 气相色谱可以分离化学结构极为相
近的化合物。例如多环芳烃的异构 体、二甲苯的三种异构体，用其他 的方法分离相当困难，但气相色谱 法则比较容易。
3.气相色谱法的特点
• （3） 灵敏度高 • 与气相色谱配用的高灵敏检测器对
待测物质可以检测出μg.g-1(10-6) 级甚至ng.g-1(10-9)级的物质量。 例如电子捕获检测器，可测0.1pg 的γ-666.
•
3.气相色谱法的特点
• （7）分离和检测能一次完成， 这也是气相色谱的特点。其他 的分析方法，如紫外、红外、 质谱等均需纯品，对混合物则 需分部进行分离和检测。
不足之处
• 不适用于高沸点、难挥发、热不稳 定物质的分析。应用有其局限性， 即只能测定单一物质的量，不能测 定某些同类物的总量；在进行定性 和定量分析时，需要被测物的标准 品为对照，而标准品往往不易获得， 被分离组分的定性较为困难。
离子色谱基本基础学习知识原理
离子色谱基本基础学习知识原理离子色谱（Ion Chromatography，IC）是一种广泛应用于水质分析、环境监测、食品安全和生物医药等领域的分析技术。
它基于离子交换原理，利用专用的离子交换柱对溶液中的离子进行分离和测定。
下面将介绍离子色谱的基本原理和学习知识。
1.离子交换原理离子交换是一种离子间相互作用的过程，可发生在溶液和固体界面上，通过溶液中的离子与固相柱中固定在载体上的离子之间的相互替代来实现。
离子交换柱通常由聚合物材料制成，具有特定的离子交换官能团，如阴离子交换柱上的羧基和阳离子交换柱上的胺基。
通过选择合适的离子交换柱和条件，可以实现离子间的分离和定量分析。
2.离子色谱仪的构成离子色谱仪由进样装置、离子交换柱、检测器和数据处理系统组成。
进样装置用于将待分析的样品引入色谱柱中，通常采用注射器或自动进样器。
离子交换柱是离子色谱的核心组件，用于对溶液中的离子进行分离，分为阳离子交换柱和阴离子交换柱。
检测器可以根据待分析离子的特性选择合适的检测方法，如电导检测器、折射率检测器和荧光检测器等。
数据处理系统用于数据采集、分析和解释，可根据需要进行定量或定性分析。
3.离子色谱分析步骤离子色谱的分析步骤主要包括进样、分离、检测和数据处理。
在进样过程中，样品首先通过进样装置引入离子交换柱中。
分离过程是通过固相柱上的离子交换作用实现的，不同离子在固相柱上的相互作用强度不同，从而实现分离。
离子根据它们与固相柱的相互作用强度不同，可以以不同的速度通过柱子，从而实现分离。
检测过程是对离子进行定性和定量分析的过程，通过选择合适的检测器进行检测。
数据处理过程包括数据采集、分析和解释，可根据需要采用不同的方法进行数据分析和解释。
4.离子色谱的应用离子色谱广泛应用于水质分析、环境监测、食品安全和生物医药等领域。
在水质分析中，离子色谱可用于测定水中的无机阴离子（如氯离子、硝酸根离子和硫酸根离子等）和无机阳离子（如钙离子、钠离子和钾离子等）。
离子色谱培训讲义PPT课件
Gold electrodes
(each 1 nmol) component :
1. 盐藻糖 2. 氨基半乳糖 3. 氨基葡萄糖 4. 半乳糖 5. 葡萄糖 6. 甘露糖
0
0
3
6
9
12
15
Retention time(min)
33
.
3. 离子色谱仪的组成
UV/VIS 检测
Column ：IonPac CS5A, CG5A
保留时间影响因素
1. 被测离子的半径和价态2.色谱柱的种类3.淋洗液组成及流速
适用范围
离子交换色谱是离子色谱常规的分离检测手段，主要应用于阴、阳离子的分离及定量 检测
阴离子：F-, Cl-, Br-, NO2-, PO43-, NO3-, SO42阳离子：Na+, NH4+, K+, Ca2+, Mg2+
提高灵敏度
Na+, Cl-
H+, Cl-
b) 降低背景电导 (淋洗液) :
减少噪音
Na+, HCO3Na+, OH-
H2CO3 H2O
24
.
3. 离子色谱仪的组成
极限摩尔电导值
（unit：μS/m equivalent）
Cation Ｈ＋ Ｌｉ＋ Ｎａ＋ Ｋ＋ ＮＨ４＋ Ｍｇ ２＋ Ｃａ２＋
＋
３５０ ３９ ５０ ７４ ７３ ５３ ６０
总电导值 =
Anion ＯＨ－ Ｆ－ Ｃｌ－ Ｂｒ－ ＮＯ３－ ＰＯ４３－ ＳＯ４２－
（ ＋） ＋
－
１９８ ５５ ７６ ７８ ７１ ８０ ８０
（ －）
25
.
3. 离子色谱仪的组成
离子色谱介绍
离子色谱介绍
离子色谱是一种常用的分析技术，用于分离和确定离子和极性化合物。
它基于样品中离子与离子交换树脂或固定于固定相上的其他电离基团之间的相互作用。
离子色谱在环境、食品、生物医药、化学工业等领域得到广泛应用。
它可以用于分析水样中的阳离子和阴离子，并检测其中的有毒或污染物质。
离子色谱还可以用于分析药物、代谢产物、蛋白质和核酸等生物大分子。
离子色谱仪由一系列核心组件组成，包括进样系统、分离柱、检测器和数据处理系统。
样品通常经过预处理，例如稀释、离子交换或pH调节以适应分析条件。
样品与流动相（电解质溶液）一起通过分离柱，离子在分离柱中与固定相上的离子交换基团相互作用，从而分离出来。
分离后的离子在检测器中被检测和测量，并生成色谱图形。
离子色谱可采用不同的分离模式，包括阴离子交换色谱、阳离子交换色谱、离子对色谱和离子排斥色谱等。
根据需要，可以选择不同类型和尺寸的分离柱，以及不同的检测方法。
离子色谱具有高选择性、高灵敏度和较宽的线性范围，同时具有高分辨能力和较短的分析时间。
它还可以与其他分析技术，如质谱联用，以提高分析能力和确定性。
总之，离子色谱是一种功能强大、广泛应用的分析技术，对于离子和极性化合物的分离和确定起着重要作用。
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＋ ＨＣＯ３－
＋＋ＣＯ３２－
＋ ＨＣＯ３－
＋ ＨＣＣｌ－Ｏ３－
＋ ＋
ＨＣＯ３－
＋ ＣＯ３２－
ＣＯ３２－ Ｃｌ－
ＨＣＯ３－
＋ ＨＣＯ３－
ＣＯ３２－
＋ ＳＯ４２－ ＋ ＋ ＨＣＯ３－
Ｃ＋ ＨＣＯ３－
ＨＣＯ３－
＋ Ｃｌ－
＋ ＋
ＨＣＯ３－
＋ ＣＯ３２－
ＨＣＯ３－
＋ ＨＣＯ３－
ＣＯ３２－
淋洗液 Temporal
course
慢 中等 快
1. 离子色谱法的基本原理
➢分离原理
Temporal course
ＣＯ３２－
＋ ＨＣＯ３－
＋＋ＣＯ３２－
＋ ＨＣＯ３－ ＣＯ３２－
＋ ＋
ＣＯ３２－
＋ ＨＣＯ３－
ＨＣＯ３－
＋ ＨＣＯ３－
＋ ＋
ＨＣＯ３－
＋ ＣＯ３２－
ＨＣＯ３－
ＳＯ４２－
＋ ＨＣＯ３－
＋＋ＣＳＯ３４２－－
阳离子交换树脂 (接枝型)
ＣＯＯ－ ＨＰＯ３－ ＣＯＯ－ ＣＯＯ－
ＨＰＯ３－
ＣＯＯ－
ＣＯＯ－ ＨＰＯ３－
ＣＯＯ－ ＨＰＯ３－
ＣＯＯ－ ＨＰＯ３－
ＨＰＯ３－ ＣＯＯ－ ＣＯＯ－ ＨＰＯ３－
2. 离子色谱仪
➢抑制器
安装在电导池之前 提高待测离子的电导率：
Na+, Cl-
H+, Cl-
降低背景电导 (淋洗液) :
Na+, HCO3-
H2CO3
Na+, OH-
H2O
提高灵敏度 减少噪音
2. 离子色谱仪
➢抑制器的结构
至分离柱
排放
再生液格网
电极＋+
离子交换膜 淋洗液格网
离子交换膜
检测池或再生液瓶 至检测池
再生液格网
电极 －
2. 离子色谱仪
➢ 抑制器的工作原理 (阴离子)
废液
X-: 样品中的阴离子
Y+: 样品中的阳离子
2. 离 子 色 谱 仪
2. 离子色谱仪
➢离子色谱仪的基本构成
输液泵 进样系统—六通阀 分离系统—色谱柱 抑制器 检测系统 记录系统组成
2. 离子色谱仪
➢进样系统--六通阀
1. 离子色谱法的基本原理
➢色谱柱的填料
离子交换色谱柱的填料是阴、阳离子交换树脂，是在有 机高聚物或硅胶上接枝有机季铵或磺酸基团。
高效离子交换色谱(HPIC)
离子对色谱(MPIC) 离子排斥色谱(HPIEC)
根据是否含有抑制器
抑制型离子色谱 非抑制型离子色谱(HPIEC)
1. 离子色谱法的基本原理
➢分离原理
离子色谱主要是利用离子交换基团之间的交换，即 利用离子之间对离子交换树脂的亲和力差异而进行分离。
离子电荷：离子的价数越高， 对离子交换树脂的亲和力越 大。 离子半径：电荷数相同的离 子，离子半径越大（越易极 化），对离子交换树脂的亲 和力也越大。
Flow rate : 1.0 mL/min
Detection :Conductivity
Mg2+
（CSRS Recycle mode) Ca2+
1
0
0 2 4 6 8 10 12 14 Retention time (min)
1. 离子色谱法的基本原理
➢离子交换色谱法的特点
•快速方便 •灵敏度高 •选择性好 •可同时分析多种离子化合物
废液/气体
X-: 样品中的阴离子 Y+: 样品中的阳离子
纯水或来自检测 器的液体
HPO42-
0
0 2 4 6 8 10 12 14 16 Retention time(min)
1. 离子色谱法的基本原理
例2：分离阳离子
4
3 µS
2
K+ Na+ NH4+
Column : IonPac CS12A, CG12A
Eluent : 20 mM Methanesulfonic acid
NaF NaCl NaNO3
Na2SO4
Na2HPO4
～～
Back Ground： Na2CO3 / NaHCO3 (700μS)
Retention time
HF HCl
HNO3
H3PO4
H2SO4
Back Ground： H2CO3 (15μS)
Retention time
2. 离子色谱仪
➢抑制器的工作原理 (阳离子)
H2O
电极 （－）
H2O
至检测器
H2O
2. 离子色谱仪
抑 制 器 的 作 用 废液
Conductivity
Conductivity
Conductivity
NaF,NaCl,NaNO3 Na2HPO4,Na2SO4
Back Ground： Na2CO3 / NaHCO3
～～
(700μS)
Retention time
1. 离子色谱法的基本原理
例1：分离阴离子
8
FNO2-
mS
Cl-
NO3-
Br-
Column ： IonPac AG12A / AS12A Eluent ： 2.7mM Na2CO3
0.3mM NaHCO3 Flow rate： 1.2mL/min
Detection： Conductivity SO42- (ASRS Recycle mode)
＋ ＳＯ４２－ ＋ ＋ ＨＣＯ３－
ＣＯ３２－
＋ ＋
ＣＯ３２－
＋ ＨＣＯ３－
ＨＣＯ３－
＋ ＨＣＣｌＯ－ ３－
＋ ＋
ＨＣＯ３－
Ｃｌ－
＋ ＣＯ３２－
＋ ＨＣＯ３－
＋ ＣＳＯ３４２２－－ ＋ ＋ ＨＣＯ３－
＋ ＋
ＣＯ３２－
＋ ＨＣＯ３－
＋ ＨＣＯ３－
＋ ＋
ＨＣＯ３－
＋ ＣＯ３２－
ＣＯ３２－ ＳＯ４２－ ＨＣＯ３－ ＨＣＯ３－
纯水或来自检 测器的流体
电极 （＋） H2O , O2
H+ H+ H+ + O2
H2O
阳离子交换膜
H2O Na+ Y+ X- Na+ CO32-
(样品, 淋洗液)
H+H+ Na+ Y+
H+ H+ + CO32-
H+ + X-
H2CO3 H+X-
阳离子交换膜
废液
Na+OH- , H2
NYa+ + OH- H2 + OH-
阴离子交换树脂 (乳胶型）
ＳＯ３－
Ｎ＋Ｒ３
Ｎ＋Ｒ３
Ｎ＋Ｒ３
ＳＯ３－
Ｎ＋Ｒ３
Ｎ＋Ｒ３ ＳＯ３－
Ｎ＋Ｒ３ Ｎ＋Ｒ３
Ｎ＋Ｒ３
Ｎ＋Ｒ３ Ｎ＋Ｒ３
ＳＯ３－
Ｎ＋Ｒ３
Ｎ＋Ｒ３
＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋５＋＋＋＋μ＋＋＋m＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋
离子色谱法
1 离子色谱法的基本原理 2 离子色谱仪 3 离子色谱的应用
1. 离子色谱法的基本原理
1. 离子色谱法的基本原理
离子色谱法 (ion chromatography, IC) ，是高效液 相色谱法的一种，是分析离子的一种液相色谱法。
1975 由H. Small 等人首次提出
根据分离机理可分为