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离子色谱仪结构系统组成详解

发布时间:2018-01-17浏览:2833次
   离子色谱仪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。由淋洗液系统、检测系统、色谱泵系统、进样系统、流路系统、分离系统、化学抑制系统、和数据处理系统等组成。

离子色谱仪

  一、淋洗液系统:
  离子色谱仪常用的分析模式为离子交换电导检测模式,主要用于阴离子和阳离子的分析。
  常用阴离子分析淋洗液有OH根体系和碳酸盐体系等,常用阳离子分析淋洗液有甲烷磺酸体系和草酸体系等。
  淋洗液的一致性是保证分析重现性的基本条件。为保证同一次分析过程中淋洗液的一致性,在淋洗液系统中加装淋洗液保护装置,可以将进入淋洗液瓶的空气中的有害部分吸附和过滤,如CO2和H2O等。
  二、检测系统:
  离子色谱zui基本和常用的检测器是电导检测器,其次是安培检测器。
  1、电导检测器:
  电导检测器是基于极限摩尔电导率应用的检测器,主要用于检测无机阴阳离子、有机酸和有机胺等。
  (1)双极脉冲检测器:
  在流路上设置两个电极,通过施加脉冲电压,在合适的时间读取电流,进行放大和显示。
  容易受到电极极化和双电层的影响。
  (2)四极电导检测器:
  在流路上设置四个电极,在电路设计中维持两测量电极间电压恒定,不受负载电阻、电极间电阻和双电层电容变化的影响,具有电子抑制功能(阳离子检测支持直接电导检测模式)。
  (3)五极电导检测器:
  在四极电导检测模式中加一个接地屏蔽电极,极大提高了测量稳定性,在高背景电导下仍能获得极低的噪声,具有电子抑制功能(阳离子检测支持直接电导检测模式)。
  2、安培检测器:
  安培检测器是基于测量电解电流大小为基础的检测器,主要用于检测具有氧化还原特性的物质。
  (1)直流安培检测模式:
  主要用于抗坏血酸、溴、碘、氰、酚、硫化物、亚硫酸盐、儿茶酚胺、芳香族硝基化合物、芳香胺、尿酸和对二苯酚等物质的检测。
  (2)脉冲安培检测模式:
  主要用于醇类、醛类、糖类、胺类(一二三元胺,包括氨基酸)、有机硫、硫醇、硫醚和硫脲等物质的检测。
  不可检测硫的氧化物。
  (3)积分脉冲安培检测模式:
  为脉冲安培检测的升级检测模式,适用于检测脉冲安培检测的物质。
  三、离子色谱仪色谱泵系统:
  1、材质:
  离子色谱的淋洗液为酸、碱溶液,与金属接触会对其产生化学腐蚀。如果选择不锈钢泵头,腐蚀会导致色谱泵漏液、流量稳定性差和色谱柱寿命缩短等。离子色谱泵头应选择全PEEK材质(色谱柱正常使用压力一般小于20MPa)。
  2、类型:
  (1)单柱塞泵。
  (2)双柱塞泵:
  1)串联双柱塞泵。
  2)并联双柱塞泵。
  3、压力脉动消除方式:
  (1)电子脉动抑制。
  (2)脉冲阻尼器。
  四、离子色谱仪流路系统:
  采用色谱专用管路、接头及其它连接部件,保证全塑无污染溶出,保证材料的可靠性和使用寿命。
  材料有PEEK管(高压区)、PTFE管、硅胶管(气路或废液用)、各种接头和连接配件。
  五、分离系统:
  分离系统是离子色谱的重要部件,也是主要耗材。
  1、预柱:
  又称在线过滤器,PEEK材质,主要作用是保证去除颗粒杂质。
  2、保护柱:
  保护柱与分析柱填料相同,消除样品中可能损坏分析住填料的杂质。如果不一致,会导致死体积增大、峰扩散和分离度差等。
  3、分析柱:
  有效分离样品组分。
  六、化学抑制系统:
  抑制系统是离子色谱的核心部件之一,主要作用是降低背景电导和提高检测灵敏度。抑制器的好坏关系到离子色谱的基线稳定性、重现性和灵敏度等关键指标。
  1、柱-胶抑制:
  采用固定短柱或现场填充抑制胶进行抑制,不同的抑制柱交替使用,属于间歇式抑制。
  2、离子交换膜抑制:
  采用离子交换膜,利用离子浓度渗透的原理进行抑制。
  需要配制硫酸再生液,系统需要配置氮气或动力装置。
  3、电解自再生膜抑制:
  利用电解水产生媒介离子和离子配合离子交换膜进行抑制(zui佳选择)。
  七、离子色谱仪进样系统:
  进样系统是将常压状态的样品切换到高压状态下的部件。保证每次工作状态的重现性是提高分析重现性的重要途径。
  1、进样阀:
  (1)材质:
  与色谱泵类似,选择全PEEK材质的进样阀才能保证仪器的寿命和分析结果的准确性。
  (2)类型:
  1)手动进样阀:进样一致性靠人,系统集成性差。
  2)电动进样阀:进样一致性较好,系统集成性高。
  2、自动进样器:
  进样一致性,系统集成性。
  八、数据处理系统:
  完成数据处理,联通仪器。
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