張琴+邵健

摘要：在使用離子色譜儀過程中，通過一系列實(shí)驗(yàn)，逐步優(yōu)化操作，達(dá)到了加快分析速度和提高準(zhǔn)確度的目的。

關(guān)鍵詞：離子色譜儀；優(yōu)化操作；分析速度；準(zhǔn)確度

1 概述

離子色譜儀作為一種新興的分析儀器，具有分析速度快、靈敏度高和選擇性好等優(yōu)點(diǎn)。我公司引進(jìn)的ICS90離子色譜儀，主要用于工業(yè)循環(huán)水中常見陰離子（Cl-、NO2-、NO3-、SO42-、）的測(cè)定。在前期使用過程中，儀器出現(xiàn)分析時(shí)間過長(zhǎng)和重現(xiàn)性較差的情形，大大地影響了分析速度和準(zhǔn)確度，無(wú)法滿足分析要求。經(jīng)過一系列實(shí)驗(yàn)和改進(jìn)，優(yōu)化了儀器操作條件，達(dá)到了加快分析速度和提高準(zhǔn)確度的目的。

2 儀器工作原理、條件及前期狀況簡(jiǎn)介

2.1 儀器工作原理

離子色譜儀使用電導(dǎo)檢測(cè)法。當(dāng)分析樣品進(jìn)入儀器后，在碳酸鹽淋洗液的攜帶下流經(jīng)陰離子分析柱，由于水樣中各種陰離子對(duì)分離柱中陰離子交換樹脂的親和力不同，移動(dòng)速度也不同，從而使陰離子得以分離，已分離的陰離子流經(jīng)抑制器被轉(zhuǎn)化為具有高電導(dǎo)強(qiáng)度的酸，而淋洗液轉(zhuǎn)化成低電導(dǎo)強(qiáng)度的碳酸，由電導(dǎo)檢測(cè)器測(cè)量各種離子組分的電導(dǎo)率，以保留時(shí)間定性，峰面積定量，實(shí)現(xiàn)對(duì)陰離子的檢測(cè)。

2.2 我公司ICS90離子色譜儀儀器條件如下：

主機(jī)型號(hào)：ICS90，淋洗液：0.45mmoL/L Na2CO3/0.08mmol/LNaHCO3，淋洗液流速：1.0mL/min，定量管容量：5.5μL，分離柱：AS23，抑制器：CSRS-300，抑制器電流：30mA，檢測(cè)器：DS5型。

2.3 前期狀況簡(jiǎn)介

2.3.1 分析時(shí)間過長(zhǎng)

離子色譜儀淋洗液為0.45mmoLNa2CO3/0.08mmol/LNaHCO3，流速為1.0mL/min時(shí)，分析時(shí)間為26分鐘。

2.3.2 分析重現(xiàn)性較差

離子色譜儀用于陰離子分析時(shí)，同一樣品，多次進(jìn)樣，發(fā)現(xiàn)分析結(jié)果呈現(xiàn)逐步升高的情形，如圖1、表1所示。

3 原因分析

3.1 ICS90離子色譜儀采用的固定相為低交換容量的離子交換樹脂，其對(duì)離子的保留行為主要決定于淋洗液的種類、流速和濃度。對(duì)于相同的淋洗液，各離子在固定相上的保留時(shí)間隨著淋洗液流速的加快和濃度的增加而縮短。

3.2 陰離子的分離，用四硼酸鈉（Na2B4O7）、硼酸（H3BO3）、氫氧根（NaOH）、碳酸氫根（NaHCO3）、碳酸根（Na2CO3），經(jīng)篩選目前儀器采用Na2CO3/NaHCO3體系淋洗液，要縮短分析時(shí)間，可以通過增加流速或增大淋洗液濃度的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。

3.3 離子色譜儀采用標(biāo)準(zhǔn)曲線法（即外標(biāo)法）作定量分析，進(jìn)樣的誤差直接影響定量分析結(jié)果的重復(fù)性和準(zhǔn)確性。離子色譜儀采用定量環(huán)進(jìn)樣，重復(fù)性和準(zhǔn)確性都較好，但是，如果定量環(huán)容量過小，就容易產(chǎn)生進(jìn)樣誤差，影響分析重現(xiàn)性和準(zhǔn)確度。

4 實(shí)驗(yàn)部分

4.1 針對(duì)分析時(shí)間過長(zhǎng)的情況，做了以下實(shí)驗(yàn)。

4.1.1 加大淋洗液的流速

相同的淋洗液及濃度條件下，適當(dāng)增加流速，可縮短離子保留時(shí)間。淋洗液為0.45mmoLNa2CO3/0.08mmol/LNaHCO3，把淋洗液流速?gòu)?.9mL/min增加到1.2mL/min，相應(yīng)地，系統(tǒng)壓力從1440psi增加到1860psi，抑制器電流為30mA，結(jié)果可以看出，分析時(shí)間縮短到20min與相比提前了6分鐘。當(dāng)然，淋洗液的流速不能無(wú)限增加，否則會(huì)造成系統(tǒng)壓力過高，會(huì)損壞儀器，目前儀器壓力為1860psi。

4.1.2 增加流速且增大淋洗液的濃度

相同的淋洗液，增加流速為1.2mL/min，再適當(dāng)增大淋洗液濃度，可進(jìn)一步縮短離子保留時(shí)間。維持壓力在1860psi，把淋洗液濃度增加1.5倍，即從0.45mmoLNa2CO3/0.08mmol/LNaHCO3增加到0.675mmoLNa2CO3/0.12mmol/LNaHCO3，相應(yīng)地，抑制器電流加大到50mA。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以得出，分析時(shí)間縮短到14min，較改變條件之前分析速度有了較大的提高。當(dāng)然，淋洗液的濃度也不能無(wú)限增大，因?yàn)殡x子色譜儀的抑制器電流不能過大，否則會(huì)損壞抑制器。

4.2 針對(duì)分析重現(xiàn)性較差的情況，做了以下實(shí)驗(yàn)。

增大定量管容量。把定量管容量從5.5μL增大到25μL，同時(shí)，每次分析完成后均用蒸餾水沖洗定量管3次，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖2、表2所示。

由此可看出改進(jìn)之后數(shù)據(jù)的重現(xiàn)性較好。

5 結(jié)論

ICS90離子色譜儀用于陰離子分析時(shí)，采用Na2CO3/NaHCO3體系淋洗液。針對(duì)分析時(shí)間過長(zhǎng)的情形，通過增加流速或增大淋洗液濃度的方式，達(dá)到了縮短分析時(shí)間的目的；同時(shí)，針對(duì)重復(fù)性較差的情形，通過適當(dāng)增加定量管容量和每次進(jìn)樣前用蒸餾水沖洗定量管的方式，達(dá)到了提高分析重復(fù)性的目的，相應(yīng)地，提高了分析的準(zhǔn)確性，如圖5所示。目前儀器經(jīng)操作優(yōu)化后，應(yīng)用效果良好。

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