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戴安離子色譜儀應(yīng)用

作者:QING 來(lái)源:賽默飛世爾科技 2015-08-14 瀏覽量:470
字號(hào):T | T
對(duì)于大量復(fù)雜基體的樣品,離子色譜可以采用合適的方法,通過(guò)預(yù)處理后再用離子色譜法進(jìn)行分析,這樣一方面可以解決樣品復(fù)雜基體對(duì)離子色譜柱的沾污,另一方面也可以大大提高以復(fù)雜基體樣品測(cè)定結(jié)果和準(zhǔn)確性、提高分析

戴安離子色譜廠家推薦:離子色譜樣品預(yù)處理技術(shù)

隨著離子色譜日益廣泛的應(yīng)用,許多樣品已經(jīng)無(wú)法用傳統(tǒng)的方法采用采樣、稀釋、過(guò)濾后直接進(jìn)樣的模式來(lái)進(jìn)行離子色譜的分析。對(duì)于大量復(fù)雜基體的樣品,離子色譜可以采用合適的方法,通過(guò)預(yù)處理后再用離子色譜法進(jìn)行分析,這樣一方面可以解決樣品復(fù)雜基體對(duì)離子色譜柱的沾污,另一方面也可以大大提高以復(fù)雜基體樣品測(cè)定結(jié)果和準(zhǔn)確性、提高分析方法的靈敏度。

 

有關(guān)樣品預(yù)處理方法,隨著國(guó)內(nèi)離子色譜的用戶水平的提高,出現(xiàn)了大量相關(guān)離子色譜的預(yù)處理方法,這些方法有如下幾方面的特點(diǎn):

1)大部分樣品前處理方面,采用國(guó)產(chǎn)材料進(jìn)行,預(yù)處理的成本很低,更能適合于中國(guó)國(guó)情,可以在國(guó)內(nèi)廣泛推廣使用;

2)大部分樣品預(yù)處理方法采用離線方法,不需要昂貴的在線設(shè)備;但相對(duì)而言,樣品處理的時(shí)間比較長(zhǎng),需要的樣品量也比較多一些,在目前自動(dòng)進(jìn)樣器還沒(méi)有國(guó)內(nèi)廣泛應(yīng)用的今天,這些方法是比較實(shí)用的;

3)與國(guó)際上出現(xiàn)的一些樣品預(yù)處理方法,國(guó)內(nèi)出現(xiàn)的樣品前處理絕大多數(shù)均出自于基層單位,實(shí)用性強(qiáng);但卻相關(guān)的理論方面的探討比較少。

因此,許多國(guó)內(nèi)采用樣品前處理方法,一方面可以再進(jìn)一步從理論角度進(jìn)行討論,另一方面也可以通過(guò)適當(dāng)改進(jìn)配合包括國(guó)內(nèi)和國(guó)外的儀器用于在線樣品的預(yù)處理。

 

  

最常用的樣品前處理技術(shù)比較 

 

微膜過(guò)濾

固相萃取技術(shù)

透吸和滲吸技術(shù)

使用和生產(chǎn)的廠家

所有HPLC和離子色譜廠家

所有HPLC,GC和離子色譜廠家

很少?gòu)S家仍在使用

使用的材質(zhì)

0.22μm聚砜或尼龍膜

C18/RP反相/離子交換/螯合樹(shù)脂填料

0.2μm醋酸纖維膜

有機(jī)溶劑兼容性

兼容

兼容

不兼容

分析結(jié)果的準(zhǔn)確性

很好??繅毫ΡWC分析的組份能夠全部通過(guò),沒(méi)有損失。

很好??繅毫ΡWC分析的組份能夠全部通過(guò),沒(méi)有損失。

不同樣品和不同組份在膜上擴(kuò)散系數(shù)和平衡速率的不同,所以很難保證分析結(jié)果的準(zhǔn)確度、重復(fù)性和回收率。

使用的領(lǐng)域

廣泛應(yīng)用于IC/HPLC等色譜分析領(lǐng)域

廣泛應(yīng)用于IC/HPLC/GC等色譜分析領(lǐng)域

在生命科學(xué)領(lǐng)域廣泛用于蛋白或多肽的脫鹽和去除小份子雜質(zhì)。很少用于色譜分析方面。

適用范圍

僅用于去除顆粒物污染。使用簡(jiǎn)單,價(jià)格便宜。適用于90%以上離子色譜分析樣品。無(wú)需增加專(zhuān)用設(shè)備既可以實(shí)現(xiàn)手動(dòng)或自動(dòng)在線使用。

適用于各種樣品和污染物,是目前最好的離子色譜樣品前處理技術(shù)。使用簡(jiǎn)單。無(wú)需增加專(zhuān)用設(shè)備既可以實(shí)現(xiàn)手動(dòng)或自動(dòng)在線使用。不同樣品可采用不同的萃取柱來(lái)完成。

僅適合于去除分子量大于300萬(wàn)道爾頓的生物有機(jī)污染物。不能截留大多數(shù)小分子有機(jī)物(如油脂,糖,色素,腐質(zhì)酸等),實(shí)際使用意義很小。需配置專(zhuān)用裝置(如蠕動(dòng)泵,切換閥等)才能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)在線使用,

使用成本

很低,已經(jīng)國(guó)產(chǎn)化,平均1/樣品

低,已經(jīng)國(guó)產(chǎn)化,價(jià)格十分便宜。

很昂貴,裝置價(jià)格大約14000USD。消耗品必須使用進(jìn)口專(zhuān)用膜。

處理樣品時(shí)間

快,一般在幾秒鐘內(nèi)

快,一般在幾秒鐘內(nèi)

慢,需要十幾到幾十分鐘

有機(jī)物(有機(jī)酸、有機(jī)胺、糖、氨基酸等)測(cè)定的適用性

均能適用

不同的分析對(duì)象可以選擇合適的萃取柱

平衡時(shí)間太長(zhǎng),基本上無(wú)法用于離子色譜,也未見(jiàn)相關(guān)的報(bào)導(dǎo)

產(chǎn)品的通用性

各廠家產(chǎn)品可以互用

各廠家產(chǎn)品可以互用

通用性差

  由于離子色譜分析特殊性,對(duì)于離子色譜經(jīng)典的方法有堿熔法、干式灰化法、氧瓶/氧彈燃燒法、水蒸氣蒸餾法、高溫?zé)峤獾龋造o和牟世芬等就離子色譜的樣品前處理的新技術(shù)進(jìn)行綜述[1],對(duì)國(guó)內(nèi)外在這方面的最新研究進(jìn)展作了介紹。本文從膜處理法、固相萃取處理法、分解處理法等幾種不同類(lèi)型,分別加以討論。

 1.膜處理法

1.1.濾膜或砂芯處理法

濾膜過(guò)濾樣品是離子色譜分析最通用的水溶液樣品前處理方法,一般如果樣品含顆粒態(tài)的樣品時(shí),可以通過(guò)0.450.22μm微孔濾膜過(guò)濾后直接進(jìn)樣。由于一般的濾膜不能耐高壓,因此濾膜過(guò)濾只能用于離線樣品處理。有時(shí)需要在線樣品處理,或者將該方法用于儀器管路中,必須采用砂芯濾片。但濾膜過(guò)濾方法只能去除顆粒態(tài)不溶性物質(zhì),對(duì)于極小顆?;蛴袡C(jī)大分子可溶性化合物和金屬水溶性離子,照樣能夠進(jìn)入色譜柱干擾樣品的測(cè)定并沾污色譜柱。

此外,除非濾膜或砂芯是為離子色譜分析所特別設(shè)計(jì)的,濾膜或砂芯中均會(huì)含有一定量的無(wú)機(jī)陰、陽(yáng)離子,這類(lèi)離子的存在對(duì)水溶液中痕量的陰、陽(yáng)離子分析會(huì)產(chǎn)生干擾,影響測(cè)定的準(zhǔn)確性。因此,對(duì)于痕量離子分析時(shí),建議在測(cè)定樣品前用二次去離子水對(duì)濾膜進(jìn)行多次洗滌,并注射空白樣品,測(cè)定時(shí)進(jìn)行空白背景扣除。宣棟梁對(duì)[4]國(guó)產(chǎn)四種不同水相濾膜水洗后殘留陰離子進(jìn)行了比較,發(fā)現(xiàn)第一次進(jìn)樣時(shí),各廣家生產(chǎn)的濾膜均發(fā)現(xiàn)含有mg/L級(jí)數(shù)量的陰離子,用淋洗液經(jīng)5次以上洗滌后,濾膜上大部分陰離子被洗脫,陰離子的含量基本上趨于穩(wěn)定,因此,可以通過(guò)空白試驗(yàn)對(duì)樣品進(jìn)行測(cè)定。 由于濾膜處理法的局限性,國(guó)外曾有人嘗試采用滲析法和超濾法,由于滲析法所需要的平衡時(shí)間比較長(zhǎng),而超濾所需的成本比較高,而對(duì)污染物的去除率并不徹底。最近有公司宣傳的"英藍(lán)"技術(shù)其原理就是使用滲透膜或超濾膜技術(shù)處理樣品。在IC中使用的滲透或超濾膜只能用醋酸纖維材料做,因?yàn)槠鋵?duì)蛋白的吸附比較低.而其他抗有機(jī)溶劑的材料如硝酸纖維膜和尼龍膜對(duì)蛋白質(zhì)的吸附性高,如果使用會(huì)影響分析的重復(fù)性和膜的使用壽命.但是醋酸纖維膜的缺點(diǎn)是:1.只能使用水和乙醇,不能兼容強(qiáng)有機(jī)溶劑(會(huì)溶解),所以不耐正相和反相溶劑;2.萬(wàn)通使用的膜為0.2u(大約是300萬(wàn)分子量大小)不能截留大多數(shù)小分子有機(jī)物,只能截留分子量達(dá)到300萬(wàn)道爾頓很大的物質(zhì)如懸浮顆粒,大分子蛋白等.實(shí)際IC樣品中大量存在的是小分子有機(jī)物如腐質(zhì)酸,脂肪,油污等等,這些物質(zhì)無(wú)法用滲透或超濾膜去除.如牛奶樣品,只有絡(luò)蛋白可以用所謂"英藍(lán)"技術(shù)去除,而大量的脂肪和其他小分子有機(jī)物缺無(wú)法解決. 所以這一技術(shù)其使用效果并不好而且很有限,只是起到一般過(guò)濾的作用.如果用戶不了解這些信息,只是相信商業(yè)宣傳,實(shí)際使用后會(huì)發(fā)現(xiàn)使用"英藍(lán)"技術(shù)處理樣品后反而其分析柱的使用壽命會(huì)縮短,因?yàn)榇罅?/span>"英藍(lán)"技術(shù)無(wú)法去除的小分子有機(jī)物會(huì)進(jìn)入分析柱.使用滲透或超濾膜技術(shù)的另外問(wèn)題是需要外加蠕動(dòng)泵循環(huán)加壓,使的儀器的機(jī)構(gòu)變復(fù)雜,故障率高,使用麻煩和成本高(如膜的更換,蠕動(dòng)泵硅膠管的更換,泵的維護(hù)等等)

  

常用分析的物質(zhì)的分子量

需去除物

分子量

(道爾頓)

外形尺寸

(um)

超濾膜的孔徑

(um)

菌體

.

2/10x104

0.45

膠體

.

1x104

0.45

蛋白質(zhì)

5×103-6

 

0.0025-0.22

多糖

104-106

 

0.0025-0.22

5×103-106

 

0.0025-0.22

油脂

50-2000

 

無(wú)法使用

色素

300-5000

 

無(wú)法使用

單糖

200-400

 

無(wú)法使用

有機(jī)酸

100-500

 

無(wú)法使用

無(wú)機(jī)離子

10-100

 

無(wú)法使用

:目前世界上能夠生產(chǎn)的最小孔徑超濾膜為0.0025um,只能去除分子量大于10000道爾頓的物質(zhì)

1.2.電滲析處理法

而在國(guó)內(nèi)比較的特色的工作是采用電滲析法,與其它的膜處理方法相比,電滲析處理法有一定的選擇性,因此不僅可以有效去除顆粒物、有機(jī)污染物,而且也可以去除重金屬離子的污染物。是處理復(fù)雜基體樣品最有效的方法之一。李元山、胡榮宗等設(shè)計(jì)的電滲析裝置[5],其裝置示意圖所下:

1 電化學(xué)預(yù)處理器的結(jié)構(gòu)示意圖

1-鉑電極;2-取樣室;3-注射器;4-陽(yáng)離子交換膜;5-半透膜

該裝置分為四室,樣品由C室注入,其它各室均為淋洗液。電源接通用,C室待測(cè)陰離子移向B室并被陽(yáng)膜阻檔在B室內(nèi)。分子型有機(jī)物保留在C室,陽(yáng)離子移向D室,從而在B室可取得去除干擾的待測(cè)離子進(jìn)行分析。

樊慶云等人[6]對(duì)這一裝置進(jìn)行了改進(jìn),并在理論上對(duì)去除污染進(jìn)行了過(guò)程進(jìn)行了探討。這一裝置改進(jìn)原有膜技術(shù)對(duì)樣品前處理的方法,利用了帶電荷離子的靜電吸附作用,與傳統(tǒng)的膜處理方式相比較,更具有選擇性,去除污染的能力更強(qiáng)。

1.3.電解中和法

與電滲析法相比,電化學(xué)電解中和器利用水電解中和所產(chǎn)生氫離子或氫氧根離子可以對(duì)高濃度酸和堿進(jìn)行中和處理。本實(shí)驗(yàn)室利用國(guó)產(chǎn)的電化學(xué)自再生抑制器,讓高濃度的堿通過(guò)中和器,而外加水電解抑制的離子色譜的電導(dǎo)池餾分作為中和器外加水電解作為再生液。只要濃度足夠低,就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)高濃度堿中痕量陰離子的分析,類(lèi)似方法也可以實(shí)驗(yàn)高濃度酸中痕量陽(yáng)離子的分析。與國(guó)外商品化的中和器相比,我們自己構(gòu)造的中和器可以在任何類(lèi)型的離子色譜儀上采用,而且整個(gè)裝置只有進(jìn)口設(shè)備價(jià)格的1/40

2.固相萃取法

固相萃取是國(guó)內(nèi)離子色譜樣品前處理應(yīng)用最廣泛的一種方法,對(duì)不同的溶液中的污染物,可以分別利用反相、離子交換、螯合樹(shù)脂等多種手段進(jìn)行,從而萃取手段上也可以利用常規(guī)的固相萃取法和固相微萃取法,但固相微萃取法一般是利用了在液相色譜上樣品濃縮和去除基體干擾的反過(guò)程,因此固相微萃取法用于離子色譜中,更為方便,而且一個(gè)固相微萃取柱可以多次使用。

2.1.反相和吸附固相萃取法

對(duì)于反相或吸附固定相,可以有多種類(lèi)型,從固定相顆粒大小上,可以分為常規(guī)吸附樹(shù)脂,也可以用固相微萃取,所不同的是處理樣品量上有所差異;而固定相也可以采用硅膠型或聚合物型,但要注意的是,對(duì)于高pH值的樣品,宜采用聚合物型的固定相。由于固相萃取所采用固定相種類(lèi)繁多,我們這里將近年來(lái)有關(guān)國(guó)內(nèi)報(bào)道的固定列于下表:

1 反相或吸附固相萃取應(yīng)用于離子色譜的樣品前處理

固定相

處理方法

去除干擾物

再生方法

文獻(xiàn)

YXA05,05100

丙酮浸泡24小時(shí),抽干后甲醇鹽酸(1∶1,V/V)浸泡4小時(shí),過(guò)濾后用甲醇洗滌,再用去離子水洗至無(wú)氯

氯苯類(lèi),甲醇、乙醇等

1個(gè)月后用9∶1甲醇鹽酸洗滌,再用去離子水洗滌

7

Dionex On Guard C18

 

油田水中的有機(jī)物

 

8

Dionex On Guard P

 

染料,偶氮化合物

 

9

YXA05,40-100

 

城市污水中的有機(jī)物

 

10

分析純活性粉

10mM 碳酸鈉洗至無(wú)陰離子

食品色素

 

11

聚已內(nèi)酰胺:80100

活性炭

水洗至無(wú)陰離子,6080℃烘干,并活化1小時(shí)

10mM 碳酸鈉洗至無(wú)陰離子

食品色素

 

12

SEP-PAK C18小柱

(SEP-PAK Classic Cartridge, Waters)

以每分鐘10ml速度通過(guò)小柱,棄去前面5mL樣品

工業(yè)廢水中的有機(jī)物

 

13

150292μm,YXA05吸附樹(shù)脂

 

污水中有機(jī)物

 

17

2.2.離子交換樹(shù)脂法

不同類(lèi)型的離子交換樹(shù)脂可以有效去除不同有針對(duì)性的污染物,如陽(yáng)離子交換樹(shù)脂可以去除金屬離子的污染,而特定形式的陰離子交換樹(shù)脂可以去除過(guò)高含量的陰離子,如銀型陰離子交換樹(shù)脂可以將過(guò)量氯離子或其它鹵素陰離子去除,而鋇型陰離子交換樹(shù)脂可以將過(guò)量的硫酸根離子去除。有時(shí),通過(guò)離子交換樹(shù)脂也可以將一些有機(jī)物去除,而將離子交換樹(shù)脂與吸附或反相樹(shù)脂混合使用,可以同時(shí)去除有機(jī)物和離子態(tài)化合物。表2為近年來(lái)國(guó)內(nèi)所用離子交換樹(shù)脂法固定相萃取。

1 離子交換固相萃取應(yīng)用于離子色譜的樣品前處理

固定相

處理方法

去除干擾物

再生方法

文獻(xiàn)

Y2X8 100120

甲醇浸泡24小時(shí),抽干用5%鹽酸浸泡4小時(shí),再用去離子水洗至無(wú)氯

重金屬離子

1個(gè)月后用9∶1甲醇鹽酸洗滌,再用去離子水洗滌

7

Dionex On Guard Ag

 

鹽酸

 

14

Dionex On Guard Ag

 

氯離子

 

15

附聚薄殼型強(qiáng)堿季胺鹽陰離子交換樹(shù)脂YS00H,400500

0.2 M 碳酸鈉洗至無(wú)陰離子,水洗至無(wú)中性

食品色素

 

12

陽(yáng)離子交換樹(shù)脂,

處理成Cu型,水洗至無(wú)陰離子,裝入注射器

Fe(CN)64-

 

16

3.5mmol/g交換容量的陽(yáng)離子交換樹(shù)脂

用蒸餾水浸濕、晾干,在填入6×36mm色譜柱中,再通入0.1mol/L AgNO3,洗凈

氯離子(在線去除)

 

17

YZX08磺酸型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂

含銀樹(shù)脂用2%AgNO3經(jīng)24小時(shí)作用,純水淋洗至檢不出NO3

過(guò)渡金屬

氯離子

 

18

2.3.螯合樹(shù)脂

螯合樹(shù)脂濃縮過(guò)渡金屬和鑭系金屬,通過(guò)適當(dāng)?shù)南疵撘嚎梢栽诰€將基體中的陰離子、一價(jià)陽(yáng)離子和堿土金屬離子以及其它干擾物質(zhì)去除,通過(guò)柱后衍生和可見(jiàn)光檢測(cè)在線分離和檢測(cè)復(fù)雜過(guò)渡金屬和鑭系金屬[19,21]。選用合適的洗脫液同樣也可以將基體中的大量過(guò)渡金屬離子去除,濃縮并測(cè)定鑭系金屬[20]。螯合樹(shù)脂可以過(guò)渡和鑭系金屬離子中痕量離子態(tài)化合物,或許螯合樹(shù)脂也可以用于去除陰離子或一價(jià)陽(yáng)離子或堿土金屬中大量過(guò)渡金屬或鑭系金屬離子的干擾,這方面的工作還有待探討。

3.分解處理法

無(wú)論是膜處理法還是固相萃取法,只能用于溶液樣品的處理,對(duì)于固體樣品,首先需要將樣品轉(zhuǎn)化為溶液,然后再進(jìn)行分析。因此,除了個(gè)別情況下,對(duì)樣品浸出后,再進(jìn)行測(cè)定外,大部分情況下,是將固體樣品分解,轉(zhuǎn)固體樣品的非金屬元素轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的酸(由于金屬離子有比較多的分析方法,一般固體樣品一般情況下測(cè)定非金屬元素),然后再用離子色譜方法進(jìn)行測(cè)定。因此,這時(shí)我們測(cè)定得到酸根的含量,實(shí)際上對(duì)應(yīng)著該固體化合物酸所對(duì)應(yīng)的元素中得有形態(tài)的含量總和。而且如何將樣品分解,對(duì)應(yīng)元素的酸如何吸收,是離子色譜處理固體樣品的關(guān)鍵。由于涉及固體樣品的處理方法各不相同,我們?cè)谶@里分別加以介紹。

3.1.氧瓶或氧彈燃燒法

氧瓶或氧彈燃燒法是最簡(jiǎn)便的樣品處理方法,傅厚暾[22]采用氧瓶燃燒,氫氧化鈉作為吸收液,對(duì)紫菜、海帶、烤魚(yú)片中微量碘用陰離子交換、紫外檢測(cè)進(jìn)行分析。王少明等[23]對(duì)氧瓶燃燒法進(jìn)行了系統(tǒng)的總結(jié),認(rèn)為分解溫度比較低的樣品比較適用于氧瓶燃燒法,它們包括生物醫(yī)藥樣品,高分子材料,含氟、磷的表面活性劑、農(nóng)藥等。當(dāng)分解待測(cè)元素為氟、氯、溴不易形成含氧酸根的樣品時(shí)吸收液推薦使用去離子水或碳酸鈉和碳酸氫鈉組成的弱堿淋洗液,對(duì)于分解待測(cè)元素為硫、磷等易形成含氧酸根的樣品時(shí)吸收液推薦使用氫氧化鈉加數(shù)滴雙氧水,并煮沸幾分鐘,以保證待測(cè)離子完全轉(zhuǎn)化為硫酸根和磷酸根。

類(lèi)似的方法可以用氧彈代替氧瓶[24],可以使被測(cè)物分析更完全,密閉性更好,從而使樣品中非金屬元素不易揮發(fā)。已經(jīng)用氧彈燃燒法測(cè)定了重質(zhì)石油產(chǎn)品中硫的含量,方法具有速度快、靈敏度高、準(zhǔn)確性和重現(xiàn)性均令人滿意,方法也同樣可以用于油類(lèi)中氮、磷的測(cè)定。

3.2.高溫爐焙燒法

對(duì)于分解溫度較高,待測(cè)元素含量較低和稱(chēng)樣量大的樣品一般不宜用氧瓶或氧彈燃燒法處理樣品,高溫爐焙燒不需要特定的裝置,方法比較簡(jiǎn)便[23],但對(duì)于高溫爐培燒法,需要加入被測(cè)元素的固化劑如氫氧化鈣,在爐中先低溫加熱一定時(shí)間,然后逐步升溫到樣品分解溫度的100150度以上,焙燒后用溶液溶解過(guò)濾定容后再進(jìn)行離子色譜測(cè)定。一般用氧瓶燃燒法樣品量一般不超過(guò)50mg,氧彈法樣品量可以適當(dāng)增加,而高溫焙燒法的樣品量可以在5g以內(nèi)。

佘小林等將高溫焙燒法(熔融法)用于巖礦分析的樣品處理方法,同時(shí)也將這類(lèi)樣品處理方法移植到植物、生物樣品中,解決了大量樣品中微量非金屬元素的測(cè)定,包括用艾斯卡熔劑固化,溶液用732型氫型陽(yáng)離子交換處理,高溫焙燒法測(cè)定金屬多核中碘的測(cè)定[26],高溫焙燒法測(cè)定梨中硫和氯元素[25]。用艾斯卡(碳酸鈉-氧化鋅混合)熔劑半熔,水浸取、陽(yáng)離子交換等預(yù)處理測(cè)定了土壤、農(nóng)作物、血液、頭發(fā)等各類(lèi)樣品中的碘[27,28]。為了使半熔時(shí)形成的IO3還原為I,加入樹(shù)脂前應(yīng)加入少量抗壞血酸。

3.3.電弧燃燒法

電弧燃燒法也是分解樣品的一種理想方法,它可以分解鋼鐵樣品[29]??梢圆捎?/span>DTR-III電弧燃燒儀(河北璲州長(zhǎng)虹廠),樣品下墊硅鉬粉,加入錫粒作為助熔劑,吸收液中加入適量的雙氧水可以用于測(cè)定鋼鐵中的硫。該方法適合于試樣量大,檢測(cè)精確度要求高如鋼鐵生產(chǎn)及應(yīng)用單位檢測(cè)硫的含量。

3.4.光降解法

紫外光具有強(qiáng)氧化性,可以用于消解復(fù)雜樣品基體中的有機(jī)物,從而測(cè)定其中的金屬和非金屬元素,被認(rèn)為是消解有機(jī)化合物最有效的方法之一。由于光降解不需要在高溫條件下進(jìn)行,因此樣品因揮發(fā)引起的損失少,控制光解條件,可以有效去除樣品中有機(jī)化合物。劉勇建、牟世芬采用光降解法,分別檢測(cè)了液晶中非金屬[30]和堿金屬、堿土金屬的含量[31]。其降解過(guò)程采用NDC光化學(xué)反應(yīng)儀(中國(guó)南京長(zhǎng)寧無(wú)線電廠)配以300W中壓汞燈,樣品可以先用乙腈溶解,然后用光降解2小時(shí),用水定后分別通過(guò)Dionex OnGuard POnGuard PR預(yù)處理柱,再經(jīng)0.45μm濾膜處理后進(jìn)樣分析。在光降解過(guò)程中,加入適量的堿可以控制碘不被氧化,而加入適量的雙氧水可以使其它被測(cè)離子有最高的得率。

3.5.氣化法

氯等元素化學(xué)性質(zhì)活潑,在酸性介質(zhì)中具有揮發(fā)性,由堿性物質(zhì)吸收。樣品在密封的氣體吸收器中經(jīng)處理后用離子色譜測(cè)定。用這種方法已經(jīng)測(cè)定了巖石中的氯[32]。其氣體吸收器的結(jié)構(gòu)如下,由聚四氟乙烯塑料加工而成,2mm軟聚乙烯片作墊圈。將樣品加于氣化器內(nèi),吸收液置吸收器中,加入硫酸于氣化器,置烘箱升溫至1106小時(shí),取出吸收器,用熱水洗定容。

2 氣化吸收器,單位為mm

用這種方法可以測(cè)定多種巖石中的氯,但對(duì)閃長(zhǎng)巖氯的測(cè)定結(jié)果偏低,可先加幾滴氫氟酸,靜置過(guò)夜,次日加1g磨細(xì)的硫酸鋁配合過(guò)量的氟離子然后氣化。

3.6.熱水解法

燃燒法和堿熔融法對(duì)樣品處理方法費(fèi)時(shí)、操作繁瑣、引入的干擾物質(zhì)多,方法的檢測(cè)限和準(zhǔn)確度等方面都難以滿足復(fù)雜樣品的分析。張芳等針對(duì)地質(zhì)樣品設(shè)計(jì)了雙道熱水解裝置[33],其結(jié)果見(jiàn)圖3。

3 熱水解裝置

1-氧氣瓶;2-水加熱燒瓶;3-緩沖燒瓶;4-熱解爐;5-吸收器;6-管塞;7-溫度控制箱;8-減壓表;9-瓷舟;10-石英管;11-溫度控制器

其操作過(guò)程是稱(chēng)取0.5000g樣品于事先在900馬弗爐中灼燒過(guò)的瓷舟中,再稱(chēng)取2.000g混合催化劑[SiO2WO3V2O5=554(重量比)]均勻覆蓋在樣品上,并與樣品混勻。待熱解爐溫升至850,水溫升至90時(shí),將瓷舟推入熱解爐石英管中的恒溫區(qū)內(nèi),迅速塞緊中間通有潮濕氧氣的磨砂石英玻璃管塞,氧氣流速為0.80mL/min,持續(xù)熱解20min,熱解產(chǎn)物用盛有20mL淋洗液的50mL比色管吸收,待吸收完全后,用去離子水稀釋至25mL刻度,搖勻。在選定的工作條件下進(jìn)行峰高測(cè)量,將所得數(shù)據(jù)與校準(zhǔn)曲線相比較,用該方法可以測(cè)定地質(zhì)樣品中氯和硫的含量。

4.浸出法

對(duì)于固定樣品,有時(shí)測(cè)定時(shí)并一定是非金屬的總含量,而需要測(cè)定特定陰、陽(yáng)離子的水的溶出形態(tài),或者在一定條件下的形態(tài)特征,這就需要我們選擇合適的浸出方法,即不破壞樣品中的離子形態(tài),又能夠得到高的回收率。

4.1.普通水浸出法

由于對(duì)于固體而言,最有可能與自然界接觸的水,因此對(duì)于用水可以浸的成分有時(shí)稱(chēng)為有效成分或有害成分。因此,模似自然界水的對(duì)固體物質(zhì)的浸取方式是測(cè)定固體物質(zhì)中有效或有害成分的一種常用的分析方法。有大量有相關(guān)報(bào)道,為了加速浸取的方法,可以通過(guò)振蕩、超聲等方式,而浸取液除了水以外,也可以用適量的酸、堿、鹽或緩沖溶液以提高浸取的效率。張麗君等[34]采用浸取法測(cè)定的固體廢物浸出液的氟化物,并比較了離子色譜法和離子選擇電極法,采用離子色譜分析法更為簡(jiǎn)便。

4.2.直接蒸餾法

對(duì)于固體樣品中氟化物的測(cè)定,還可以采用直接蒸餾法[35],待測(cè)樣品及硫酸加入蒸餾瓶加入至170190,收集餾分。經(jīng)三個(gè)蒸餾和餾分收集,三次餾分分別測(cè)定并加和就可以得到樣品中氟化物的含量。

5.特定物質(zhì)的樣品處理

對(duì)一些特定的化合物,有時(shí)測(cè)需要采用特定的樣品處理方法,就目前經(jīng)常遇到的離子色譜分析,介紹如下:

5.1.雙氧水樣品的處理

雙氧水樣品中陰離子分析是離子色譜分析一個(gè)重要項(xiàng)目之一,由于雙氧水本身對(duì)色譜柱會(huì)產(chǎn)生破壞作用,因此,不易直接進(jìn)樣分析。國(guó)外曾采用在線柱切換方法減少雙氧水對(duì)色譜柱的破壞,但該方法采用儀器復(fù)雜,需要柱切換和濃縮柱等,國(guó)內(nèi)基本上沒(méi)有這類(lèi)設(shè)備。另外,國(guó)外也有人采用鉑電極催化分解雙氧水的方法,但樣品處理的時(shí)間比較長(zhǎng),且需要加熱處理。國(guó)內(nèi)對(duì)雙氧水的分析也有人進(jìn)行過(guò)研究,可以采用重復(fù)蒸發(fā)濃縮分解法[36],由于蒸發(fā)和濃縮均會(huì)造成樣品中的陰離子損失,該分析方法只能用于試劑級(jí)雙氧水的陰離子測(cè)定;對(duì)于電子級(jí)雙氧水中的陰離子,我們將國(guó)外鉑電極催化分解法改進(jìn)[37],通過(guò)加入恒電流于鉑電極,使催化分解和電解分解同時(shí)進(jìn)行,大大提高了雙氧水分解的效率,同時(shí)樣品也保持在低溫條件下,以利于樣品不損失。

5.2.尿樣中的草酸根

為了消除離子色譜法測(cè)定尿液草酸濃度時(shí)部分尿樣中存在的雜質(zhì)峰對(duì)草酸測(cè)定的干擾,先在尿液中加入氯化鈣而發(fā)生草酸鈣沉淀,再用鹽酸溶解該沉淀即可達(dá)到清除雜質(zhì)峰的目的。結(jié)果顯示:草酸鈣沉淀尿樣預(yù)處理法能消除雜質(zhì)峰對(duì)草酸峰的干擾,預(yù)處理過(guò)程中草酸丟失極少,草酸回收率達(dá)96%~98%。結(jié)果提示:該預(yù)處理法可用于存在雜質(zhì)峰尿樣的尿草酸的測(cè)定。

5.3.海水樣品的處理

海水樣品中陰、陽(yáng)離子測(cè)定一直離子色譜的挑戰(zhàn),戴安公司的On GuardAg柱雖然可以在陰離子分析中去除大量的氯離子[14],但在分析過(guò)程中,海水中痕量的溴離子和碘離子也同樣被去除而無(wú)法檢測(cè),而采用高容量色譜柱可以分析濃度差別很大的樣品,但對(duì)于海水樣品而言,還是要經(jīng)過(guò)稀釋后才能進(jìn)行測(cè)定。在沒(méi)有高容量色譜柱,樣品不經(jīng)過(guò)稀釋的條件,通過(guò)電解銀電極的方法[39],可以除去海水中大量的氯離子,同時(shí)對(duì)溴離子、硝酸根和硫酸的測(cè)定又不影響。具體的處理方法為取稀釋10倍的海水20mL入電解槽中,裝以重約12g直徑為0.8mm繞成環(huán)狀的純Ag,Ag絲為工作電極,接電極正極,Pt為輔助電極接電源負(fù)極,以甘汞為參比電極,施加20mA的恒定電流約10分鐘,當(dāng)Ag絲表面沉積上一層AgCl后取出.用氨水溶解表面AgCl,砂紙擦亮后,再將Ag絲置入電解槽電解,重復(fù)5,使模擬海水中Cl的濃度降低到檢測(cè)要求.將處理后的海水過(guò)濾進(jìn)行離子色譜分析。這種方法同樣可以處理高氯含量的離子。

 

 

 

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