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离子色谱仪介绍与发展现状
作者:未知 来源:《分析仪器》 时间:2007-3-19

      5.3 安培检测器 

      安培检测器由恒电位器和电化学池组成。电化学池有3个电极:工作电极、参比电极和对电极。恒电位器可以在工作电极和参比电极之间施加一个可任意选拔的电位,并使输出电位保持恒定,不受电流变化的影响。工作电极的材料可以采用银、金、铂和玻碳四种,分别适于不同物质的分析。参比电极通常使用Ag/AgC1或饱和甘汞电极。对电极的材料有金、铂、玻碳、钛、不锈钢等多种。参比电极和对电极应置于工作电极的下游,以防止对电极的反应产物和参比电极的泄漏对工作电极产生干扰。安培检测器常用于分析解离度较低,用电导检测器难以检测,同时又具有电活性的离子。根据施加电位方式的不同,安培检测器可以分为直流安培检测器、脉冲安培检测器和积分安培检测器。 

      在直流安培检测器中,一个恒定的直流电位连续施加在工作电极上,被测物质经色谱柱分离后,在电极上发生氧化一还原反应,产生电流,电流的大小与被测物质的浓度在一定范围内成正比。直流安培检测器的灵敏度很高,可以测定μg/L级的离子,例如:硫化物、氨化物、三价砷、各种酚等。 

      脉冲安培检测器在3个不同的间隔时间(t1、t2、t3)内,快速、连续地施加3种不同的电位El、E2、E3。其中,E1为工作电位,E2、E3分别为清洗正电位和清洗负电位。仅在tl时间内记录产生的电流。施加清洗电位的目的是清除电极表面沉积的反应产物,使电极恢复到未受站污的状态。使用金电极的脉冲安培检测器是分析糖的好方法,灵敏度和选择性都很理想。除此之外,脉冲安培检测器还可用于含有醇、醒、胶和含硫集团组分的测定。 

      积分安培检测器是一种新形式的脉冲安培检测器,它对工作电极施加的是对应时间波形的循环电位,通过连续对金属氧化物生成波形和氧化物还原波形的正、反方向的扫描得到测量电流的积分。波形的周期一般是0.5~2s。相对于脉冲安培检测器,积分安培检测器有以下优点: 

      (1)通过金属工作电极的氧化层,提高对催化氧化待测组分的检测灵敏度。 

      (2)消除了来自氧化和还原反应的电荷,使其对基线的影响大大减小,从而得到更加平稳的基线。积分安培检测器应用的最新进展是测定氨基酸。

      5.4离子色谱与原子光谱或质谱仪的联用 

      近年来,对于离子色谱与AAS、ICP-AES、ICP-MS联用的研究越来越多,使离子色谱的高分离能力与其他分析法的定性能力相结合,对解决许多复杂分析问题很有帮助,特别是用于样品中各种元素的化学形态分析。离子色谱联用技术目前还处于发展阶段,许多技术还不成熟,有待进一步完善。随着接口和基体消除技术的发展,离子色谱联用技术将得到更加广泛的应用。 



      在阴离子分析中,氢氧化物溶液是最理想的淋洗液。因为,经它抑制后水成为电导率极低的水,并且可以进行梯度淋洗。然而,在实际应用中,氢氧化物溶液本身含有杂质,而且在实验过程中必须防止CO2进入溶液。为了解决这一难题,可以用电解法在线发生NaOH淋洗液,其浓度可以通过电流调节,能够方便地进行梯度淋洗。美国Dionex公司新近推出的淋洗液发生器只需高纯水,就可以自动产生KOH或甲磺酸淋洗液。其工作原理与自动再生抑制器类拟,也是利用离子交换膜的选择透过性。以KOH为例,K+在电场作用下,通过阳离子交换膜进入流动相,与阴极产生的等量OH组成KOH淋洗液。淋洗液的浓度与施加在阴阳两极间的电流成正比,与水的流速成反比。淋洗液发生器的出现不仅解决了上述问题,同时也避免了人工配置淋洗液所产生的误差。

      6.2 离子回流 

      离子回流的概念是离子色谱创始人H.Small等于1998年提出的。离子回流简单地说就是将离子色谱淋洗液发生器及电解自再生抑制器串联于一个极化的离子交换柱上。本文只作简要介绍:在一个色谱柱内填装阳离子交换树脂,一端填装氢型,一端填装押型。在这个色谱柱的两端施加直流电压,氢型端接阳极,何型端接阴极。从阴极端泵入去离子水,由阳极流出。在阳极产生的氢离子的推动下,氢离子逐渐替代饵型树脂中的饵离子向阴极移动;被替换下来的饵离子在阴极区与电解水产生的氮氧根形成氮氧化饵淋洗液,在水流的作用下向阳极移动。这两种作用的结果是保持了H+/K+界面的稳定。基于这一基本原理,用水作流动相,在一个极化离子交换柱上先后完成了分离和抑制。这种离子回流装置的优点是实现梯度淋洗只需改变电流,没有CO2的干扰,抑制后的背景电导很低。目前离子回流装置应用于离子色谱尚处于实验阶段,还有一些具体问题需要解决。 

      7   小结 

      离子色谱经过近30年的发展,已成为一种比较成熟的分析技术。但随着新材料、新技术的出现,离子色谱仍会有很大的发展空间。仪器将向一体化、小型化、便携化方向发展。新的固定相将会不断出现,例如:具有阴离子和阳离子交换功能的混合色谱柱,及寿命长、抗污染能力强的色谱柱等。新的检测手段将扩展离子色谱的应用范围。

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