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单柱法离子交换

发布时间:2021-01-31 10:50:52

离子交换法制纯水为什么不能交换两阴阳交换柱的位置

一、 准备树脂和再生剂
(1) 树脂用量 单柱装入柱高的/3(按膨胀后的树脂体积计算)混
柱装入柱高的3/5,阳离子树脂与阴离子树脂的比例约为2:1.阳离子树脂装至加酸管上面一点。在接着装阴离子树脂,装至2倍阳离子树脂体积即可
(2) 再生剂的用量和配方: 再生阳离子树脂用5%盐酸,用量为树
脂体积的2倍。再生阴离子树脂用5%氢氧化钠,用量为树脂体积的2倍。
二、 树脂的预处理
新树脂含有低分子和高分子组分的分解产物。当树脂与水酸碱溶液接触时,上述这些有机杂质会进入溶液。树脂中还含有铁铅铜等金属离子,用前必须预处理,除去水中的杂质
阳离子交换树脂的预处理方法:将树脂置于塑料容器中,用清水漂洗,直至排水清晰为止。用水浸泡树脂12~24小时,使其充分膨胀。如为干树脂,应先用饱和氯化钠溶液浸泡,在逐步稀释氯化钠溶液,以免树脂突然急剧膨胀而破碎。用树脂体积2倍量的(2%~5%)盐酸溶液浸泡树脂2~4小时,并不时搅拌。也可将树脂装入柱中,用动态法使酸液以一定流速流过树脂层,然后用低纯水自上而下(间以自下而上)洗涤树脂,直至流出液PH≈4无氯离子即可。阴离子树脂的预处理与阳离子相同,只是在树脂用氢氧化钠处理时,可用(5%~8%)氢氧化钠,用量多加一些使树脂变为OH型后不要在用盐酸处理。
三、 装柱
交换柱洗去油污杂质,用去离子水冲洗干净,在柱中装入半柱水,然后将树脂和水一起倒入柱中。装柱时应注意柱中的水不能漏干,否则树脂间形成空气泡影响交换效率,从而影响出水量。如交换树脂较大,可用真空泵将树脂和水混合物从管道中抽吸入柱中。
四、 树脂的再生
离子交换树脂失效后(阳柱检出阳离子因柱检出阴离子:混柱出水电导不合格,可用酸碱再生处理,重新将其转变为氢型和氢氧型。再生的完全与否关系到出水的水质和出水量
1、 阳柱再生方法
(1) 逆洗 将自来水从交换柱底部通入,废水从顶部排出,将被压
紧的树脂松动,洗去树脂碎粒及其它杂质,排除树脂层内的气泡(因二氧化碳逸出)以利于树脂与再生液接触。洗至水清澈,时间一般需15~30分钟。逆洗后从下部放水至液面高出树脂层表面10厘米处
(2) 加酸 将4%~5%盐酸水溶液从柱的顶部加入,控制流速,约
30~40分钟加完
(3) 正洗 将自来水从柱顶部通人,废水从柱下端流出,控制流速
为约2倍于加酸的流速,开始15分钟可慢些。洗至PH=3~4(用PH试纸试)此时,用铬黑T检验无阳离子。大约需20~30分钟(PH试纸最好用PH计校对)
2、 阴柱再生方法
(1) 逆洗 用阳柱水逆洗,可将阳柱出水口连接至阴柱下端,靠自来
水的压力通人阳柱水。条件同阳柱。
(2) 加碱 将5%氢氧化钠溶液从柱底部加入,控制一定流速,使碱
液在1~1.5小时加完
(3) 正洗 从柱底部通入阳柱水,下端放出废水,流速可以是加碱
的2倍,开始15分钟可慢些,洗至PH=11~12,用硝酸银检验应无氯离子
以上所有操作均不可将柱中水放至树脂层以下,以免树脂之间产生气泡。
3、 混柱的再生方法
混柱的再生较单柱复杂,可将阴阳离子树脂分层后取出分别再生,混合后再装入,也可直接在柱内再生。
(1) 逆洗分层 从柱的下端通入自来水,将树脂悬浮起来,利用
阴、阳离子树脂密度不同将树脂分层。两种树脂颜色不同,有一明显分界面。如树脂分层不好,是树脂未完全失效,氢型和氢氧型二者密度差较小之故,可在分层前先通入部分氢氧化钠液,在逆洗分层,效果较好。
(2) 再生阴离子树脂 自上而下加入氢氧化钠溶液,经过阳离子
树脂层,从底部排出废液,方法同前
(3) 正洗 用纯水洗净树脂层,至出水PH值为9~11为止,方法
同前。
(4) 再生阳离子树脂 从进酸管中通入盐酸溶液下端排出废液,
为防止盐酸上溢使再生好的阴树脂失效,可同时从上面通人一定量的纯水,使其平衡。由于纯水的稀释作用,盐酸再生液的浓度可适当提高。另一方法是将水放至阴阳离子树脂分界面上,加酸时控制酸的液面不渗入到阴离子树脂层。
(5) 正洗 从进酸口或从柱上部通入纯水,下端排出废液,洗至
出水PH4~5。
(6) 混合 阴阳树脂分别再生,洗去再生液后,应使其充分混合。

② 离子色谱的基本原理

基本原理:

离子色谱的分离机理主要是离子交换,有3种分离方式,它们是高效离子交换色谱(HPIC)、离子排斥色谱 (HPIEC)和离子对色谱 (MPIC)。用于3种分离方式的柱填料的树脂骨架基本都是苯乙烯-二乙烯基苯的共聚物,但树脂的离子交换功能基和容量各不相同。HPIC用低容量的离子交换树脂,HPIEC用高容量的树脂,MPIC用不含离子交换基团的多孔树脂。3种分离方式各基于不同分离机理。HPIC的分离机理主要是离子交换,HPIEC主要为离子排斥,而MPIC则是主要基于吸附和离子对的形成。

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,这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,以苯乙烯二乙烯苯共聚体为骨架,在苯环上引入磺酸基,形成强酸型阳离子交换树脂,引入叔胺基而成季胺型强碱性阴离子交换树脂,此交换树脂具有大孔或薄壳型或多孔表面层型的物理结构,以便于快速达到交换平衡,离子交换树脂耐酸碱可在任何pH范围内使用,易再生处理、使用寿命长,缺点是机械强度差、易溶易胀、受有机物污染。

硅质键合离子交换剂以硅胶为载体,将有离子交换基的有机硅烷与基表面的硅醇基反应,形成化学键合型离子交换剂,其特点是柱效高、交换平衡快、机械强度高,缺点是不耐酸碱、只宜在pH2-8范围内使用。

它主要根据Donnon膜排斥效应,电离组分受排斥不被保留,而弱酸则有一定保留的原理,制成离子排斥色谱主要用于分离有机酸以及无机含氧酸根,如硼酸根碳酸根和硫酸根有机酸等。它主要采用高交换容量的磺化H型阳离子交换树脂为填料以稀盐酸为淋洗液。

离子对色谱的固定相为疏水型的中性填料,可用苯乙烯二乙烯苯树脂或十八烷基硅胶(ODS),也有用C8硅胶或CN,固定相流动相由含有所谓对离子试剂和含适量有机溶剂的水溶液组成,对离子是指其电荷与待测离子相反,并能与之生成疏水性离子,对化合物的表面活性剂离子,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,庚烷磺酸钠等对离子的非极性端亲脂极性端亲水,其CH2键越长则离子对化合物在固定相的保留越强,在极性流动相中,往往加入一些有机溶剂,以加快淋洗速度,此法主要用于疏水性阴离子以及金属络合物的分离,至于其分离机理则有3种不同的假说,反相离子对分配离子交换以及离子相互作用。

③ 离子色谱的发展历史

1975 年, Small 等人 成功地解决了用电导检测器连续检测柱流出物的难题, 即采用低交换容量的内阴离子容或阳离子交换柱, 以强电解质作流动相分离无机离子, 流出物通过一根称为抑制柱的与分离柱填料带相反电荷的离子交换树脂柱。这样, 将流动相中被测离子的反离子除去, 使流动相背景电导降低, 从而获得高的检测灵敏度。从此, 有了真正意义上的离子色谱法( ion chromat ography, IC) , IC 也从此作为一门色谱分离技术从液相色谱法中独立出来。1979 年, Gjerde 等 用弱电解质作流动相。因流动相本身的电导率较低, 不必用抑制柱就可以用电导检测器直接检测。人们把使用抑制柱的离子色谱法称作双柱离子色谱法( double column IC) 或抑制型离子色谱法( suppress ed IC) , 把不使用抑制柱的离子色谱法称作单柱离子色谱法( s ingle column IC) 或非抑制型离子色谱法( nonsuppressed IC) 。

④ 我们公司要购买一台40吨软化水设备,就是所谓的钠离子交换器,能推荐一下吗,什么玻璃钢、碳钢不锈钢,什

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⑤ 离子色谱的应用普遍吗离子色谱常用的检测器都有那些

离子色谱(Ion Chromatography,简称IC)是由经典的离子交换色谱发展起来的新型液相色谱分析技术,具有快速、灵敏、选择性好、且可同时测定无机或亲水性有机阴、阳离子等多种组分的特点。IC已被广泛用于环境、电力、半导体、生物、医药、化工等多个领域,目前离子色谱作为色谱的一个大类,在色谱领域的应用和使用量,在高效液相色谱和气相色谱之后,列第三位。近年来IC的发展速度迅速,超过了高效液相色谱和气相色谱的发展速度。

阳离子交换柱用于分离阳离子样品,阴离子交换柱用作分离阴离子样品。缓冲溶液作为洗脱液,经泵输送入色谱柱后,其阳离子或阴离子最终将色谱柱中所有可交换的离子置换出来,同时由检测器转换为恒定的信号——基线。然后,进样少量样品,样品离子即被树脂柱所接受,并与等同数量的洗脱液离子交换。如果样品中所有离子的浓度大于洗脱液的离子浓度,那么在柱顶端的总离子浓度就将增加,这就产生了一个脉动,当它沿着柱移动并通过电导检测器时即得到一个正峰;反之,则获得负峰。进样后,洗脱液离子继续不断地经泵输入色谱柱,对树脂的可交换部位与样品离子进行竞争,并且使样品离子沿着柱子移动。由于样品离子对交换树脂有不同的亲和能力,因而不同的样品离子沿柱以不同的速度移动,最后完成分离。

一般情况下,离子交换色谱分离时淋洗液的背景电导比较高。现代离子色谱技术,采用一些新技术,可以使离子色谱的淋洗背景降低,并使被测样品的电导值提高,从而有效提高分析灵敏度。
离子色谱主要分为抑制型离子色谱和非抑制型离子色谱两大类。

A)抑制型离子色谱(Suppressed IC)又称为双柱型离子色谱(Double Column IC,SCIC):由H.Small等最早提出,后作为美国Dionex公司专利并生产。其原理为:由于离子交换分离的洗脱液几乎都是强电解质,其电导一般要较待测离子高二个数量级,会完全掩盖待测离子的信号。为提高检测灵敏度,采用在分离柱后串联抑制柱的办法,可使洗脱液转变成低电导组分。具体方法就是采用弱酸盐作为淋洗液(如OH-,碳酸盐和硼酸盐等),通过抑制器后,将它们转化为对应的弱酸(如H2O,碳酸和硼酸等),以降低来自洗脱液的背景电导。另外也可将样品离子转变成相应的酸或碱,以增加其电导。

最初的抑制柱内填充与分离柱填料相反电荷的离子交换树脂。当分析阴离子时,要用苯乙烯系列的强酸型(H+)树脂装柱;而分析阳离子时,则用苯乙烯系列的强碱型(OH-)树脂装柱。抑制柱须定期再生。抑制技术的发展经历了树脂填充型、微膜型、平板膜型、电化学自再生型抑制器等过程,使离子色谱抑制更为方便、有效。

对于阳离子来说,分离柱装有阳离子交换填料,抑制单元则为羟基阴离子交换剂,洗脱液中典型的是H+,通过抑制单元后转变为H2O。抑制型离子色谱仪虽然价格昂贵,使用也较复杂,但灵敏度比较高,随着部分专利逐渐到期,大多数离子色谱将采用这种技术。

抑制型离子色谱因为对淋洗液的背景电导进行抑制,因此这种离子色谱灵敏度比较高,可以测定检测下限比较低,可以测定ng/ml,甚至ng/L级含量的阴、阳离子,对于阴离子分离所采用的淋洗通常为氢氧化物、碳酸盐或硼酸盐等弱酸盐的稀溶液,也可以采用两性离子。阳离子分离通常采用酸或含苯胺类化合物,背景电导通常为1~20μS。

B、非抑制型离子色谱(Unsuppressed IC)又称为单柱离子色谱(Single Column IC,SCIC):由美国衣阿华州立大学J.S.Fritz教授等人提出,它是一种不用抑制器,直接用电导等电化学检测器测定阴离子和阳离子的液相色谱方法。其特点是:采用足够低交换容量的分离柱,以及很稀浓度的洗脱液。进行阴离子分析时,树脂的交换容量为0.005~0.10Meq/g,典型的洗脱液是1.0×10-4~4.0×10-4mol/L的苯甲酸、羟基苯甲酸或邻苯二甲酸的钠盐或钾盐,这些洗脱液都足够稀,从而使背景电导率相当低;大部分样品阴离子的当量电导比洗脱液阴离子要高,因此,样品浓度即使低至mg/L级也能测得。

⑥ 使原水自上而下以20倍的空间流速通过树脂层是什么意思

摘要:[目的]提高离子交换纯水器制备纯水的质量和产量[方法]老化树脂吸附的主要杂质离于最大程度置换出来指示再生终点[结果]纯水最高比电阻达33.3×105Ω·cm,周期产水约700L[结论]与原法比较,纯水质量和产量均有明显提高。关键词:离子交换法;树脂;老化;再生分析实验室用纯承质量如何直接影响分析结果的准确性。据国家标准规定,实验用水必须符合GB6682-l986“实验室用水规格”中3级水的质量要求,即水温在25℃时,比电阻≥5×105Ω·cm(电导率≤2.0μs/cm)。“离子交换制备纯水以其水质好,成本低,使用方便等优点得到各级实验室的普遍使用。但在日常工作中发现,目前许多实验室使用的离子交换纯水器,当树脂老化后,若采用传统的“常规处理方法再生树脂,其制备的纯水往往质量不高,难以满足日益增多的微量组分分析用水要求。针对这个问题.我们实验室将常规处理的再生方法加以改进。以老化树脂吸附的主要杂质离子最大程度置换出来指示再生终点,结果提高了制备纯水的质量和产量。现将方法报告如下。1材料1.1试剂7%盐酸溶液;8%氢氧化钠;O.01mol/LEDTA标准溶液;1+1氨水;硝酸银标准溶液(每毫升硝酸银相当0.50mg氯化物);5%铬酸钾;0.25mol/L和0.025mol/L硫酸。1.2仪器DDS-IIC型电导率仪,上海南华医疗器械厂。2操作方法2.1阴阳树脂除杂,清洗将失效的树脂阴阳分开,分别置于两个塑料盆中,用自来水漂洗.除去可见的杂质和破碎的树脂,去水并反复漂洗2~3次,抽干。2.2阳树脂再生往阳树脂盆中加入7%盐酸溶液浸没树脂,轻轻搅动几次,静置2~3min.倾去酸液,抽干。反复5~6次后,检验酸液中钙镁离子含量。方法:吸取1.0ml酸液,加1+1氨水调至中性,以铬黑T为指示剂,用0.01mol/LEDTA滴定至终点,溶液由紫红变为亮兰,记录消耗的EDTA量,重复以上操作,直至直至吸取1.0ml酸液消耗EDTA量降低至稳定值为止。2.3阴树脂再生往阴树脂盆中加入8%氢氧化钠溶液浸没树脂,轻轻搅动几次,静置2~3min后,倾去碱液,抽干。反复7~8次后,检验碱液中氯离子含量。方法:吸取1.0ml碱液置于50ml蒸发皿上,加1滴1%酚酞溶液,用0.25mol/L硫酸调至溶液呈微红色后,用0.025mol/L硫酸调至溶液红色刚好退去.加0.5ml5%铬酸钾溶液,用硝酸银标准溶液滴定至终点,记录消耗硝酸银溶液量。倾去碱液,抽干。重复以上操作,直至吸取1.0ml碱液消耗硝酸银量降低至稳定值为止。2.4漂洗将检验合格的阴阳树脂用离子水反复漂洗至中性,即阳树脂洗至pH6.5~7.5,阴树脂洗至pH7~8。2.5装柱用小烧杯把树脂连同水一起1.0ml酸液消耗EDTA量降低至稳定值装入柱内.按顺序连接好柱子,通水。3结果以自来水为原水通过改进再生法的纯木器,其制备的纯承质量和产量与常规处理再生法比较。4讨论离子交换纯木器常规处理的再生方法(以下称原法)以进出的酸碱液pH值不变(用pH试纸测定)指示再生终点,笔者认为方法过于简单.改进的方法是以老化树脂吸附的主要杂质离子(Ca2+、Mg2+、cl-)最大程度置换出来以指示再生终点,通过检验流出的再生剂中无Ca2+、Mg2+、cl-或降低至含量不变。说明树脂吸附的杂质离子与再生剂的H+和OH-之间置换达到动态平衡,此时树脂才真正获得最大程度的“再生”。.大孔吸附树脂是在离子交换树脂的基础上发展起来的。1935年英国的Adams和Holmes发表了由甲醛、苯酚与芳香胺制备的缩聚高分子材料及其离子交换性能的工作报告,从此开创了离子交换树脂领域。20世纪50年代末合成了大孔离子交换树脂,是离子交换树脂发展的一个里程碑。上世纪60年代末合成了大孔吸附交换树脂,并于70年代末用于中草药有效成分的分离,但我国直到80年代后才开始有工业规模的生产和应用。大孔吸附树脂目前多用于工业废水处理、食品添加剂的分离精制、中草药有效成分、维生素和抗菌素等的分离提纯和化学制品的脱色、血液的净化等方面。1大孔吸附树脂的特性及原理大孔吸附树脂(macroporousabsorptionresin)属于功能高分子材料,是近30余年来发展起来的一类有机高聚物吸附剂,是吸附树脂的一种,由聚合单体和交联剂、致孔剂、分散剂等添加剂经聚合反应制备而成。聚合物形成后,致孔剂被除去,在树脂中留下了大大小小、形状各异、互相贯通的孔穴。因此大孔吸附树脂在干燥状态下其内部具有较高的孔隙率,且孔径较大,在100~1000nm之间,故称为大孔吸附树脂。大孔树脂的表面积较大、交换速度较快、机械强度高、抗污染能力强、热稳定好,在水溶液和非水溶液中都能使用。大孔吸附树脂具有很好的吸附性能,它理化性质稳定,不溶于酸、碱及有机溶媒,对有机物选择性较好,不受无机盐类及强离子低分子化合物存在的影响,可以通过物理吸附从水溶液中有选择地吸附有机物质。大孔树脂是吸附性和筛选性原理相结合的分离材料,基于此原理,有机化合物根据吸附力的不同及分子量的大小,在大孔吸附树脂上经一定的溶剂洗脱而分开。由于大孔吸附树脂的固有特性,它能富集、分离不同母核结构的药物,可用于单一或复方的分离与纯化。但大孔吸附树脂型号很多,性能用途各异,而中药成分又极其复杂,尤其是复方中药,因此必须根据功能主治明确其有效成分的类别和性质,根据“相似相溶”的原则,即一般非极性吸附剂适用于从极性溶液(如水)中吸附非极性有机物;而高极性吸附剂适用于从非极性溶液中吸附极性溶质;中等极性吸附剂,不但能够从非水介质中吸附极性物质,同时它们具有一定的疏水性,所以也能从极性溶液中吸附非极性物质。2大孔吸附树脂在中药中的应用大孔吸附树脂在上世纪70年代末开始应用于中草药化学成分的提取分离,1979年中国医学科学院药物研究所植化室报道大孔树脂可用于三棵针生物碱、赤芍苷、天麻苷、薄盖灵芝中尿嘧啶与尿嘧啶核苷的分离。其对中草药化学成分如生物碱、黄酮、皂苷、香豆素及其他一些苷类成分都有一定的吸附作用。如人参总皂苷、甘草酸、三七总皂苷、绞股蓝总皂苷、蒺藜总皂苷、桔梗总皂苷、知母总皂苷、刺玫果皂苷、毛冬青皂苷、西洋参花皂苷、银杏叶黄酮、葛根黄酮、橙皮苷、荞麦芦丁、川乌、草乌总生物碱、喜树碱、川芎提取物(含川芎嗪及阿魏酸)、银杏内酯及白果内酯、丹参总酚酸、茶多酚、紫草宁、白芍总苷、赤芍总苷、紫苏色素、胆红素、大黄游离蒽醌等等。它对糖类的吸附能力很差,对色素的吸附能力较强。利用大孔吸附树脂的多孔结构和选择性吸附功能可从中药提取液中分离精制有效成分或有效部位,最大限度地去粗取精,因此目前这项技术已广泛地运用于各类中药有效成分及中药复方的现代化研究中。中药复方采用大孔树脂吸附工艺的特点:(1)可提高中药制剂中有效成分的相对含量:仅从固形物收率一项看,水煮法收率一般为原生药量的30%左右,水提醇沉法收率一般为原生药量的15%左右,而用大孔树脂技术仅为原生药的2%~5%左右。可以克服传统中成药“粗、大、黑”的缺点。同时可节约成品的包装成本。(2)产品不吸潮:水煎液中大量的糖类、无机盐、粘液质等强吸潮性成分,因不被大孔树脂吸附而除去,所以在作固体制剂时吸潮性小,易于操作和保存。(3)缩短生产周期:免去静置沉淀、浓缩等耗时多的工序,节约生产成本。(4)去除重金属污染,提高成品的国际竞争力。3大孔树脂吸附技术应用的问题探讨目前,大孔树脂吸附分离技术在中药领域中应用的主要问题是:首先,中药复方通过多成分、多靶点起作用,其有效成分分属于各类化学物质,理化性质差别大,但大孔树脂对各类成分的吸附特征一般不同,吸附量差别很大,很难用一种树脂将所有有效成分分离出来,常需多种树脂联合应用,这就增加了工艺的复杂性和成本;而且,中药中某些多糖类有效成分和多肽类有效成分用大孔树脂吸附技术精制效果不好。其次,大孔树脂的吸附容量有待提高。再次,大孔树脂在使用过程中会因衰化而以碎片形式脱落,进入药液中产生二次污染,严重影响产品的安全性,需采用一定的技术除去脱落的树脂碎片,以提高药品的安全性。因此,运用大孔吸附树脂精制中药的关键在于保证应用的安全性、有效性、稳定性及可控性。(1)安全性树脂的组成与结构既决定着树脂的吸附性能,也可从中了解可能存在的有害残留物。如天津南开大学化工厂生产的AB-8树脂,其单体为苯乙烯,交联剂为二乙烯苯,致孔剂为烃类,分散剂为明胶。其中的残留有苯乙烯、芳烃(烷基苯、茚、萘、乙苯等),脂肪烃、酯类,这些物质的可能来源是未完全反应的单体、交联剂、添加剂及原料本身不纯引入的各种杂质。显然,树脂自身的规格标准与质量要求对中药提取液的纯化效果和安全性起着决定性作用。因此,实际应用时应向树脂提供方索取以下资料,以便充分了解各种树脂的结构、性能和适用范围:大孔吸附树脂规格标准的内容包括名称、牌(型)号、结构(包括交联剂)、外观、极性;以及粒径范围、含水量、湿密度(真密度、视密度)、干密度(表观密度、骨架密度)、比表面、平均孔径、孔隙率、孔容等物理参数;还包括未聚合单体、交联剂、致孔剂等添加剂残留量限度等参数。应写明主要用途,并说明该规格标准的级别与相关标准文号等。(2)有效性近年来,大孔树脂吸附技术在中药领域内的应用日益增多,其精制中药复方的优势也越来越得到人们的重视。然而由于中药复方中成分较复杂,其有效成分可能为一系列的多个化合物,包括组成复方的单味药的有效成分以及复方提取可能形成的复合物。大孔树脂对不同成分的吸附选择性大不相同,加上不同成分间吸附竞争的存在,使得实际吸附状况十分复杂,经过树脂精制后,复方中有效成分的保留率也不同,会使实际上各药味间的用量比例产生改变。故中药复方运用大孔树脂精制,首先要明确纯化目的,充分考虑采用树脂纯化的必要性与方法的合理性,研究解决其有效性评价这一基础问题。用树脂分离纯化复方是发展趋势,但因中药成分多,一个成分代表不了该方的全部作用(性质、强度),尤其是复方,未知成分,所以中药复方混合上柱纯化者,应作相应的、足以能说明纯化效果的研究,提供出详尽的试验资料,一般仅用一个指标,一种洗脱剂是不能说明其纯化效果的,要根据处方组成尽可能以每味药的主要有效成分为指标监控各吸附分离过程,在确有困难时可配合其他理化指标。在理化指标难以保证其“质量”时,还应配合主要药效学对比试验,以证明上柱前与洗脱后药物的“等效性”。(3)稳定性、可控性大孔吸附树脂纯化的主要工艺步骤为:上柱—吸附—洗脱。在应用中要保证其吸附分离过程的稳定可控。我们可用目标提取物的上柱量、比吸附量、保留率、纯度等参数来评价纯化效果,建立纯化工艺的规范化研究标准,防止成分泄漏或漏洗,对各因素进行考察,从而保证工业生产的稳定性,进而达到可控的目的。目前,国家食品药品监督管理局对大孔吸附树脂在中药复方中的应用已初步制订了相应的质量标准及规范技术文件。可以相信,随着各基础研究和应用研究的不断深人,大孔吸附树脂吸附分离技术也将得到更好的发展,必然对中药现代化的进程起到积极的推进作用。大孔树脂在中药成分分离中的应用大孔树脂是不溶于酸、碱及各种有机溶剂的有机高分子聚合物,应用大孔树脂进行分离的技术是20世纪60年代末发展起来的继离子交换树脂后的分离新技术之一。大孔树脂的孔径与比表面积都比较大,在树脂内部具有三维空间立体孔结构,由于具有物理化学稳定性高、比表面积大、吸附容量大、选择性好、吸附速度快、解吸条件温和、再生处理方便、使用周期长、宜于构成闭路循环、节省费用等诸多优点,本文从大孔树脂的性质、分离原理、影响吸附及解吸的因素、树脂的预处理及再生方法、溶剂残留等方面对大孔吸附树脂进行了评述,以期为大孔吸附树脂在中药有效成分分离中的应用提供参考。1大孔树脂的性质及分离原理大孔吸附树脂主要以苯乙烯、а-甲基苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙腈等为原料加入一定量致孔剂二乙烯苯聚合而成,多为球状颗粒,直径一般在0.3~1.25mm之间,通常非极性、弱极性和中极性,在溶剂中可溶胀,室温下对稀酸、稀碱稳定。从显微结构上看,大孔吸附树脂包含有许多具有微观小球的网状孔穴结构,颗粒的总表面积很大,具有一定的极性基团,使大孔树脂具有较大的吸附能力;另一方面,些网状孔穴的孔径有一定的范围,使得它们对通过孔径的化合物根据其分子量的不同而具有一定的选择性。通过吸附性和分子筛原理,有机化合物根据吸附力的不同及分子量的大小,在大孔吸附树脂上经一定的溶剂洗脱而达到分离的目的。2吸附及解吸的影响因素2.1树脂结构的影响大孔树脂的吸附性能主要取决于吸附剂的表面性质,即树脂的极性(功能基)和空间结构(孔径、比表面积、孔容),一般非极性化合物在水中可以为非极性树脂吸附,极性树脂则易在水中吸附极性物质。刘国庆等在研究大孔树脂对大豆乳清废水中异黄酮的吸附特性时发现由于加热、碱溶工艺使一部分黄酮苷生成了苷元,故而非极性和弱极性大孔树脂有利于异黄酮的吸附,而且解吸容易。韩金玉等研究了5种大孔树脂发现弱极性树脂AB8适合银杏内酯和白果内酯的分离。潘见等研究了10种大孔树脂发现,极性和弱极性树脂有利于葛根异黄酮的吸附与解吸且较高的比表面积、较大的孔径、较小的孔容有利于吸附。2.2被吸附的化合物结构的影响一般来说,被吸附化合物的分子量大小和极性的强弱直接影响到吸附效果。欧来良等研究发现葛根素的分子结构有一极性糖基(Glu)和一个非极性黄酮母核,结构总体显示弱极性,同时又具有酚羟基结构,可以作为一个良好的氢键供体,所以弱极性且具有氢键受体结构的吸附树脂,对葛根素具有较好的分离效果。同时,大孔树脂本身就是一种分子筛,可按分子量的大小将物质分离,如潘见等发现对于分子量较大的葛根黄酮各组分孔径小于10nm的树脂吸附量都不高。朱浩等探讨了LD605型大孔树脂纯化具有不同母核结构有效部位的特性,发现以药材计吸附能力,生物碱>黄酮>酚性成分>无机物,以指标成分计,为黄酮>生物碱>酚性成分>无机物。2.3洗脱剂的影响通常情况下洗脱剂极性越小,其洗脱能力越强,一般先用蒸馏水洗脱,再用浓度逐渐增高的乙醇、甲醇洗脱。多糖、蛋白质、鞣质等水溶性杂质会随着水流下,极性小的物质后下。对于有些具有酸碱性的物质还可以用不同浓度的酸、碱液结合有机溶剂进行洗脱。任海等研究发现大孔树脂提取分离麻黄碱时盐酸的洗脱效果明显优于有机溶剂,而0.02mol/L的盐酸与甲醇不同比例混合时洗脱率明显提高。朱英等用大孔树脂分离油茶皂苷和黄酮时发现20%、30%乙醇洗脱液主要含黄酮,40%、50%、95%主要含油茶皂苷。2.4pH值的影响中药中的许多成分有一定的酸碱性,在pH值不同的溶液中溶解性不同,在应用大孔树脂处理这一类成分时pH值的影响显得至关重要。对于碱性物质一般在碱液中吸附酸液中解吸,酸性物质一般在酸液中吸附碱液中解吸,例如麻黄碱,任海发现在pH为11.0时吸附最好,为5.0、7.0时由于麻黄碱已质子化吸附量极少。但也有例外,如黄建明[8]对草乌生物碱进行考察时发现pH对SIP1300型大孔树脂无显著影响。2.5温度的影响大孔树脂的吸附作用主要是由于它具有巨大的表面积,是一种物理吸附,低温不利于吸附,但在吸附过程中又会放出一定的热量,所以操作温度对其吸附也有一定的影响。潘廖明等对LSA8型树脂进行吸附动力学及热力学特性的研究,得到该树脂在不同温度下对大豆异黄酮的吸附等温线,分析知该树脂在35℃时对大豆异黄酮具有较好的吸附效果。2.6原液浓度的影响原液浓度也是影响吸附的重要因素,黄建明等研究表明如果原液浓度过低提纯时间增加,效率降低;原液浓度过高则泄漏早,处理量小,树脂的再生周期短。韩金玉等研究表明AB8树脂对银杏总内酯的吸附率先随浓度的增加而增加。达到一定值后再随浓度增加而减小,而总吸附量则随浓度的增大而增大,达到一定值后基本不再变化。2.7其它影响因素药液在上柱之前一般要经过预处理,预处理不好则会使大孔树脂吸附的杂质过多,从而降低其对有效成分的吸附。洗脱液的流速、树脂的粒径、树脂柱的高度也会产生一些影响,通常较高的洗脱液流速、较小的树脂粒径和较低的树脂高度有利于增大吸附速度,但同时也使单柱的吸附量有所降低。玻璃柱的粗细也会影响分离效果,当柱子太细,洗脱时,树脂易结块,壁上易产生气泡,流速会逐渐降为零。3大孔吸附树脂的预处理及再生大孔树脂一般含有未聚合的单体、制孔剂、引发剂及其分解物、分散剂和防腐剂等脂溶性杂质,使用前应先预处理。一般选用甲醇、乙醇或丙酮连续洗涤数次,洗至加适量水至无白色浑浊现象,再用蒸馏水洗至无醇味即可。必要时还要用酸碱液洗涤,最后用蒸馏水洗至中性即可。树脂用久了吸附的杂质就会增多,降低其吸附能力,故使用一段时间后需要再生。树脂的再生通常可以用溶剂来实现,乙醇是常用的再生剂。采用80%左右的含水醇、酮或含有酸、碱的含水醇、酮进行洗涤,再生效果也很好,某些低极性的有机杂质,可采用低极性溶剂进行再生。4有机溶剂残留的控制大孔树脂技术已经列为国家“十五”期间重点推广技术,但大孔树脂有机溶剂残留物的安全问题存在很多争论,因此国家药监局规定对大孔树脂可能带来的有机溶剂残留物进行检测,对其残留量加以控制。袁海龙等采用毛细管气相色谱法,配以顶空进样对D101大孔树脂可能带来的7种残留物进行测定取得了很好的效果。陆宇照等的研究也表明以醇处理及酸碱处理好的D101型大孔树脂提取中药是安全可靠的。5大孔吸附树脂在中药成分研究中的应用,在中药有效成分的提取研究方面应用大孔树脂最多的是黄酮(苷)类、皂苷类和其它苷类、生物碱类,在游离蒽醌、酚类物质、微量元素等方面的研究中也有用到。5.1黄酮(苷)类最有代表性的是银杏叶提取物(GBE),陈冲等[14]应用大孔树脂提取GBE,既达到其质量标准,又降低了成本。史作清等又研制出ADS17、ADS21、ADSF8等大孔树脂,其中ADS17对黄酮类化合物具有很好的选择性,可得到黄酮甙含量较高的GBE。陆志科等研究了大孔树脂吸附分离竹叶黄酮的特性,选择6种大孔吸附,比较其对竹叶黄酮的吸附性能及吸附动力学过程,发现AB8树脂较宜于竹叶黄酮的提纯,经AB8树脂吸附分离后,提取物中黄酮含量提高一倍以上。5.2皂苷和其它苷类大孔树脂在苷类的提取纯化工艺中应用很多。如蔡雄等对D101型大孔吸附树脂富集纯化人参总皂苷的吸附性能与洗脱参数进行了研究,结果表明以50%乙醇洗脱,人参总皂苷洗脱率在90%以上,干燥后总固形物中人参总皂苷纯度达60.1%。李朝兴等通过对7种吸附树脂进行筛选实验,通过对树脂孔径和比表面积的比较发现AASI-2树脂对绞股蓝皂苷的吸附量大,速率快,且易于洗脱,回收率高。李庆勇等考察大孔树脂提取刺五加中的丁香苷的最佳工艺发现刺五加苷最好的提取方法是以水为溶剂,常温超声波提取,浓缩后,用HPLC检测丁香苷含量,按照丁香苷与干树脂质量比0.021的量向浓缩液中加入树脂,缓慢搅拌吸附1h,吸附平衡时间约1h,离心,滤出树脂,装柱,用体积分数为20%的乙醇-二氯甲烷混合溶剂洗脱,收集洗脱液,再经冷冻干燥处理,得产物。5.3生物碱类罗集鹏等采用大孔树脂对黄连药材及其制剂中的小檗碱进行了富集,研究表明含0.5%硫酸的50%甲醇解吸能力好,平均回收率达100.03%,符合中药材及其制剂中有效成分定量分析要求,故可用于黄连药材及其制剂中的小檗碱的富集及除杂。张红等考察了7种大孔树脂发现AB-8吸附及解吸效果较好,是一种较适宜的吸附剂,并对其工艺进行考察,结果27℃、1mol/L盐离子浓度、pH8的水相为最佳上样条件,洗脱剂为pH3的氯仿乙醇(1∶1)混合溶剂。秦学功、元英进应用DF01型树脂能直接从苦豆籽浸取液中吸附分离生物碱,在室温、吸附液pH为10,NaCl浓度为1.0mol/L,吸附流速为5BV/h条件下,对总生物碱的吸附量可达到17mg/mL以上。在室温、2.5BV/h的解吸流速下,以pH为3,80∶20的乙醇水为解吸液,可使解吸率达到96%以上。5.4其它黄园等用明胶沉淀法、醇调pH值法、聚酰胺法以及大孔吸附树脂法对大黄提取液中总蒽醌进行纯化,研究表明4种纯化方法所得纯化液的固体物收率明显降低,而对总蒽醌的保留率具有显著的差异,以ResinⅠ、Ⅱ两种大孔吸附树脂最高(93.21%,95.63%)。叶毓琼、黄荣对绞股兰水煎液中的微量元素铁、铜、锰、锌的6种形态(悬浮态、可溶态、稳定态、不稳定态、有机态、无机态)进行形态分析时应用AmberliteXAD2大孔吸附树脂分离有机态和无机态,发现溶液pH4.5时回收率较理想,无机淋洗剂为1%硝酸,有机淋洗剂应用乙醇甲醇6mol/L氨水体系。李进飞等选用NKA9树脂从杜仲叶中分离富集绿原酸得出NKA9树脂对提取液中绿原酸的最佳分离条件为:当进样液浓度低于0.3mg/mL、pH3、流速2mg/mL时,用50%乙醇洗脱,得到粗产品纯度为25.12%,收率为78.5%。邓少伟、马双成将川芎醇提物减压浓缩,过大孔树脂柱,先用水洗至还原糖反应呈阴性,再用30%乙醇洗脱,收集30%乙醇洗脱液,减压浓缩得川芎总提物,其中川芎嗪和阿魏酸的含量约占本品的25%~29%。大孔吸附树脂的预处理新购树脂可能含有分散剂、致孔剂、惰性溶剂等化学残留,所以使用前应按以下步骤进行预处理。1装柱前清洗吸附柱与管道,并排净设备内的水,以防有害物质对树脂的污染。2于吸附柱内加入相当装填树脂0.5倍的水,然后将新大孔树脂投入柱中,把过量的水从柱底放出,并保持水面高于树脂层表面约20厘米,直到所有的树脂全部转移到柱中。3从树脂低部缓缓加水,逐渐增加水的流速使树脂床接近完全膨胀,保持这种反冲流速直到所有气泡排尽,所有颗粒充分扩展,小颗粒树脂冲出。4用2倍树脂床体积(2BV)的乙醇,以2BV/H的流速通过树脂层,并保持液面高度,浸泡过夜。5用2.5-5BV乙醇,2BV/H的流速通过树脂层,洗至流出液加水不呈白色浑浊为至6从柱中放出少量的乙醇,检查树脂是否洗净,否则继续用乙醇洗柱,直至符合要求为止。检查方法:a.水不溶性物质的检测取乙醇洗脱液适量,与同体积的去离子水混合后,溶液应澄清;再在10℃放置30分钟,溶液仍应澄清b.不挥发物的检查取乙醇洗脱液适量,在200-400nm范围内扫描紫外图谱,在250nm左右应无明显紫外吸收7用去离子水以2BV/H的流速通过树脂层,洗净乙醇。8用2BV4%的HCL溶液,以5BV/H的流速通过树脂层,并浸泡3小时,而后用去离子水以同样流速洗至水洗液呈中性(pH试纸检测pH=7)。9用2.5BV5%的NaOH溶液,以5BV/H的流速通过树脂层并浸泡3小时,而后用去离子水以同样流速洗至水洗液呈中性(pH试纸检测pH=7)。10树脂吸附达饱和的终点判定方法:药液以一定速度通过树脂柱,根据预算用量,在其附近,取过柱液约3ml,置10ml具塞试管中,密塞后猛力振摇。观察泡沫持续时间,如泡沫持续时间为15分钟以上,则为阳性,此时树脂达到饱和。正确选择吸附树脂型号和解吸用乙醇浓度(洗脱剂)

⑦ 铅蓄电池生产废水处理要用隔油池吗若用,是为什么

第3章 含铅污染物的处理

铅酸蓄电池生产过程中主要产生铅烟、铅尘及含铅废水。如果将它们直接排放,那不容置疑的会对大气、土壤和水资源造成污染,同时也会对人体健康和农作物的生长造成严重的危害。所以它们都应各自不同的排放标准和处理方法进行处理和净化,达到国家标准后再排放。

3.1 含铅废水的防治

工业废水中的重金属铅属一类污染物,排放时国家实行严格控制,因此如何寻找一个效果良好,运行经济的处理办法便成为首要解决的问题。经过不断的努力,国内在含铅污水的处理上的技术也不断成熟。根据铅污染物正常情况下污水量不大、有机物浓度不高、呈酸性的特点。现在国内处理废水中所含重金属铅,一般采用:(1)化学沉淀法;(2)离子交换法;(3)电解法;(4)生物法等。其中化学沉淀法较为实用,下面对这几种方法进行简要介绍。

3.1.1 化学沉淀法

化学沉淀法是指向废水中投加化学药剂,使药剂与重金属污染物发生化学反应,形成难溶的固体生产物(沉淀物),然后进行固液分离,从而除去废水中污染物的一种处理方法。化学沉淀可认为是一种晶析现象,即在控制良好的反应条件下,可形成结晶良好的沉淀物。结晶的成长速度,决定于结晶核的表面和溶液中沉淀剂浓度与其饱和度之差。按沉淀剂不同又可分为:(1)氢氧化物沉淀法;(2)硫化物沉淀法;(3)碳酸盐沉淀法等等。其中氢氧化物沉淀法较为普遍应用。
氢氧化物沉淀法,即向含铅废水投加碱性中和剂,使铅离子与羟基反应,生成难溶的氢氧化物沉淀,从而予以分离。用该方法处理时,应知道各种重金属形成氢氧化物沉淀的最佳PH值及其处理后溶液中剩余的铅离子浓度。在饱和溶液中不仅有游离的铅离子,而且有不同的羟基络合物,它们都参与沉淀→溶解平衡。铅属于两性金属,PH过高时会形成络合物而使沉淀物发生反溶现象,因此,严格控制和保持最佳的PH值是该法的关键。

3.1.1.1 化学沉淀法处理工艺

此工艺可分三步:第一步,利用石灰石膨胀中和滤塔调节PH值。
这步就是中和就是指调节废水PH值的过程。将含10%氢氧化钠溶液以400ml/h 的流量添加,然后测定进水口的PH值,PH在7.5-8.5最适宜,其化学反应式为:
H2SO4+2NaOH→Na2SO4+2H2O
PbSO4+2 NaOH→Na2SO4+Pb(OH)↓
前者是中和反应(是离子反应的一种),后者是离子反应,这两个反应速度很快,可立即完成,因此所需反应时间很短。
其流程为:(1)车间含铅废水首先通过隔油池,然后进入调节池,对废水的水质、水量进行调节。(2)由于生产废水水质偏酸性,所以经调节后的废水进入中和塔进行中和处理。中和塔中填料为石灰石,其粒径为0.2-5mm ,碳酸钙含量应大于90%。(3)经中和后的废水二氧化碳的含量较高,进入中间水池,使废水中的二氧化碳尽量散逸出来。(4)经中间水池停留后的废水进入PH调节池,调节废水的PH值,使废水的PH值达到6左右。(5)调节PH值的废水进入絮凝沉淀池,在泵前投加NaOH,将废水的PH值调至7-8,同时加入PAM絮凝剂,使废水中的悬浮物沉淀下来。
第二步,向初级沉淀池内投加絮凝剂捕捉重金属。
该步是利用向废水中投加絮凝剂的方法,捕捉重金属,然后靠重力沉降予以分离,目前国内常用的絮凝剂有多金属盐类和高分子聚合物两大类。前者主要有铝盐和铁盐,后者主要有聚丙烯酰胺等。
絮凝沉淀后的废水进入一步净化器,一步净化器分为五个部分即高速涡流反应区、渐变缓速反应区、悬浮澄清沉淀区、强力吸附区和污泥浓缩区。在一步净化器中可以除去水中各种氢氧化物、氧化铅粉、悬浮物等杂质,然后调整PH值后由变频供水装置送至各用水点。
第三步,用快滤池内的双层滤料(无烟煤、石英砂)过滤沉淀出水。
由一步净化器絮凝产生的含铅污泥经污泥池沉淀后,送至污泥浓缩脱水,其含水滤降至70%左右,最后连同其他含铅固废送有资质的危险固废处理单位处理。浓缩池的上清液回流至调节池进行处理。
用此法处理后的水质,PH值达标率为100%,Pb离子达标率为78%左右。工艺采用投加石灰石操作、工人劳动强度大有泥渣产量大,斜板易堵塞,清运泥渣难度大、设备操作技术落后等等不足之处。现一般采用改进工艺,即化学中和与絮凝沉淀及过滤综合处理。

3.1.2 离子交换法

离子交换法是一种借助于离子交换剂上的离子和水中的离子进行交换反应而除去水中有害离子的方法。
采用离子交换法,具有去除率高,可浓缩回收有用物质,设备较简单,操作控制容易等优点。但目前应用范围还受到离子交换剂品种、性能、成本的限制。目前国内外在用此法处理含铅废水已有一定基础,利用离子交换树脂去除含铅废水比较常见。有人使含铅废水通过双层过滤和732树脂的处理,出水达到排放标准,并用15%醋酸铵洗脱饱和树脂,产生的醋酸铅浓液经处理后可回收化工原料—醋酸铅。缺点是再生剂昂贵,需要开发易脱铅的新型树脂。离子交换纤维是继离子交换树脂之后发展的一类新型离子交换材料,用脱脂棉,腈纶棉进行改性处理制得黄原脂棉等离子交换纤维的技术也获得发展,腈纶棉经化学改性的离子交换纤维对铅离子产生螯合吸附;强酸性阳离子交换纤维对铅离子的最大吸附容量高达206.6mg/g。这些新型的离子交换纤维表现出比表面积大、交换速度快、吸附效果好、易于解吸再生等优点。
工艺流程为先采用过滤柱对废水过滤,后进入732号强酸树脂柱进行离子交换,离子交换柱采用单柱。工程还设有再生系统,使用NHCOOH为再生剂。根据报道,经过离子交换处理后,排水中的铅离子的质量浓度在0.5mg/L。再生系统产生的再生废液也可回收利用,实现资源化。工艺流程如下:
含铅废水→过滤柱→交换柱→排水

再生液 → 再生柱 → 再生废液处理
然采用离子交换工艺设计治理工程来处理水量小、仅含铅离子的废水是可行的。工程具有占地面积小,处理效率高,可以实现自动化,管理方便等优点。但单独使用离子交换处理工艺来处理水量较大、含铅浓度高的废水,会存在设备投资大,运行成本高等问题。

3.1.3 电解法

在对废水进行电解反应时,废水中的有毒物质在阳极和阴极分别进行氧化还原反应,结果产生新物质。这种新物质在电解过程中或沉积于电极表面或沉淀下来或生成气体从水中逸出,从而降低了有毒物质的浓度。该处理技术的优点在于没有或很少产生二次污染,能量效率高,电化学过程一般在常温常压下就可以进行,电解设备及其操作一般比较简单,如果设计合理,费用并不昂贵。但应当指出的是,由于阳极区氢离子的消耗和氢氧根离子浓度的增加,很容易在阳极形成氧化膜,进而阻碍阳极电离反应。目前,国内电解法处理含铅废水的研究应用已有一定的基础。

3.1.4 生物法

生物法除铅大都通过生物吸附,利用某些生物体自身的化学结构及成分特殊性来吸附溶于水中的铅离子,再通过固液两相的分离达到去除的目的。目前已发现:细菌、真菌、藻类以及一些细胞提取物都具有吸附金属离子的能力。对细菌吸附的特性研究发现,细菌对铅离子的吸附分为两个阶段:一是细胞表面的络合,在3min内吸附量达总吸附量的75%;二是向细胞内部缓慢的扩散过程。目前研究的选用适当的包埋技术对龟裂链霉菌菌体进行固定,以制得铅离子生物吸附剂用于含铅废水的处理。颗粒污泥是另外一种方法,其生物吸附与化学机制是除铅的主要作用机理并初步显示了颗粒污泥内部的深层次生物与化学效应对除铅起到了一定的作用。

⑧ 离子色谱的应用普遍吗离子色谱常用的检测器都有那些大概的原理如何

离子色谱法属于高效液相色谱的一种,常用于无机离子,有机酸、糖醇类、氨基内糖类、氨基酸、蛋容白质等物质的检验,应用相当普遍。
常用检测器有电导检测器、紫外检测器、安培检测器、蒸发光散射检测器等。
原理和一般的高效液相都差不多。

⑨ ic离子色谱仪与液相色谱仪hplc的区别

1. 离子色谱法 ion chromatography, IC 狭义地讲,是基于离子性化合物与固定相表面离子性功能基团之间的电荷相互作用实现离子性物质分离和分析的色谱方法;广义地讲,是基于被测物的可离解性(离子性)进行分离的液相色谱方法。1975年Small发明的离子色谱是以低交换容量离子交换剂作固定相、用含有合适淋洗离子的电解质溶液作流动相使无机离子得以分离,并成功地用电导检测器连续测定流出物的电导变化。但随着色谱固定相和检测技术的发展,非离子交换剂固定相和非电导检测器也广泛用于离子性物质的分离分析。根据分离机理,离子色谱可分为离子交换色谱、离子排斥色谱、离子对色谱、离子抑制色谱和金属离子配合物色谱等几种分离模式(方式)。其中离子交换色谱是应用最广泛的离子色谱方法,是离子色谱日常分析工作的主体,通常要采用专门的离子色谱仪进行分析。离子色谱法已经广泛地用于环境、食品、材料、工业、生物和医药等许多领域。

2. 抑制型离子色谱法 suppressed ion chromatography, SIC 又称双柱离子色谱法,是在柱流出物进入检测器之前通过化学抑制等方法将较高的流动相背景电导降低到一定程度后再进行电导检测的离子色谱法。例如,当以强电解质(如碳酸盐)作流动相分析无机阴离子时,流动相背景电导很高,难以直接检测到被测阴离子或检测灵敏度很低,如果将柱流出物通过一个抑制器,使流动相中被测离子的反离子(阳离子)得以除去,流动相的背景电导就会大大降低,同时被测阴离子在抑制器中转变成灵敏度更高的酸形式,从而获得很高的检测灵敏度。因为离子色谱发展初期的抑制器是与分离柱类似的柱形抑制器(抑制柱),柱内填充与分离柱填料带相反电荷的离子交换树脂,因而早期又称双柱离子色谱法。

3. 双柱离子色谱法 al column ion chromatography 又称抑制型离子色谱法,是在分离柱之后连接抑制柱(或其他类型抑制器)的离子色谱法。参见“抑制型离子色谱法”

4. 非抑制型离子色谱法 non-suppressed ion chromatography, NSIC 又称单柱离子色谱法,是不采用抑制器抑制背景电导,而将柱流出物直接导入检测池进行电导检测的离子色谱法。当以弱电解质(如有机羧酸或其盐)作流动相时,因流动相本身的电导率较低,不使用抑制器也能获得较高的检测灵敏度。一般而言,非抑制型离子色谱法的检测灵敏度比抑制型离子色谱法低约一个数量级。

5. 单柱离子色谱法 single column ion chromatography 又称非抑制型离子色谱法,是只使用分离柱,而不在分离柱后连接抑制柱的离子色谱法。参见“非抑制型离子色谱法”

6. 离子交换色谱法 ion exchange chromatography, IEC 以离子交换剂(如聚苯乙烯基质离子交换树脂)作固定相,基于流动相中溶质(样品)离子和固定相表面离子交换基团之间的离子交换作用而达到溶质保留和分离的离子色谱法。分离机理除电场相互作用(离子交换)外,还常常包括非离子性吸附等次要保留作用。其固定相主要是聚苯乙烯和多孔硅胶作基质的离子交换剂。离子交换色谱法最适合无机离子的分离,是无机阴离子的最理想的分析方法。 7. 阴离子交换色谱法 anion exchange chromatography, AEC 以阴离子交换剂作固定相进行阴离子分离分析的离子色谱法。最常用的固定相是以季铵基为功能基团的阴离子交换剂,最常用的流动相是碳酸(氢)盐、有机羧酸盐。可以用于无机阴离子、阳离子的配阴离子、羧酸和烷基磺酸等无机和有机阴离子的分析。

8. 阳离子交换色谱法 cation exchange chromatography, CEC 以阳离子交换剂作固定相进行阳离子分离分析的离子色谱法。最常用的固定相是以磺酸基和羧酸基为功能基团的阳离子交换剂,最常用的流动相是稀的无机酸溶液和有机羧酸。可以用于金属阳离子、有机胺、生物碱等无机和有机阳离子的分析。

9. 离子排斥色谱法 ion exclusion chromatography, ICE 基于溶质和固定相之间的Donnan排斥作用的离子色谱法。在固定相与流动相的界面存在一个假想的Donnan膜,游离状态的离子因受固定相表面同种电荷的排斥作用而无法穿过Donnan膜进入固定相,在空体积(排斥体积)处最先流出色谱柱。而弱离解性物质可以部分穿过Donnan膜进入固定相,离解度越低的物质越容易进入固定相,其保留值也就越大。于是,不同离解度的物质就可以通过离子排斥色谱法得以分离。在离子排斥柱上还存在体积排阻和分配作用等次要保留机理。最常用的离子排斥色谱固定相是具有较高交换容量的全磺化交联聚苯乙烯阳离子交换树脂,这种阳离子交换树脂一般不能用于阳离子的离子交换色谱分离。离子排斥色谱对于从强酸中分离弱酸,以及弱酸的相互分离是非常有用的。如果选择适当的检测方法,离子排斥色谱还可以用于氨基酸、醛及醇的分析。因为其英文名称也可写作ion chromatography exclusion,故常以ICE作为其简写形式,以与离子交换色谱法的简写形式(IEC)相区别。

10. 离子对色谱法 ion pair chromatography, IPC 又称离子相互作用色谱法或流动相离子色谱法,是基于溶质(样品)离子与流动相中的离子对试剂形成电中性的离子对化合物之后,通过吸附与分配等相互作用在固定相中保留和分离的一种色谱方法。固定相是普通高效液相色谱中最常用的极性或非极性键合相。离子对色谱采用的是普通高效液相色谱的分离体系。离子对色谱在生物医药样品中离子性有机物的分析、工业样品中离子性表面活性剂以及环境与农业样品中过渡金属离子配合物的分析方面非常有用。

11. 离子相互作用色谱法 ion interaction chromatography, IIC 又称离子对色谱法或流动相离子色谱法。参见“离子对色谱法”

12. 离子抑制色谱法 ion suppression chromatography, ISC 通过控制流动相pH值,使弱酸性或弱碱性溶质的离解得到抑制,以未离解的分子状态在固定相上分配或吸附,从而达到保留与分离的液相色谱方法。其分离机理和离子对色谱法相似,也是将溶质离子转变成中性的、具有一定疏水性的分子状态。离子抑制色谱主要用于有机弱酸弱碱的分析。离子抑制色谱也采用通常的高效液相色谱分离体系。因为它的分析对象是具有一定离子性的有机弱酸弱碱,所以有时在离子色谱法中也提及该方法。

13. 液态离子交换剂 liquid ion exchanger 具有离子交换功能基团,可以用于离子交换分离的液体有机化合物(如高分子胺)。它们大多是离子对试剂,将它们溶于流动相后动态涂渍到多孔硅胶或非极性键合相上,形成动态包覆离子交换层,可进行动态离子交换色谱分离。

14. 金属配合物离子色谱法 metal complex ion chromatography, MCIC 又称金属络合物色谱法,是使被测金属离子与适当的有机配位体作用,形成金属配合物(中性分子、配阴离子或配阳离子)后,采用通常的高效液相色谱体系分离和检测的一种色谱方法。因为它的分析对象是金属离子,所以也可以作为一种离子色谱法讨论。

15. 离子色谱仪 ion chromatograph 离子色谱分析所使用的专门仪器。它和一般的液相色谱仪的基本构造和工作原理一样,最基本的单元组件也是高压输液泵、进样器、色谱柱、检测器和数据处理系统(记录仪、积分仪或色谱工作站)。此外,还可根据需要配置流动相在线脱气装置、梯度洗脱装置、自动进样系统、流动相抑制系统、柱后反应系统和全自动控制系统等。专用离子色谱仪不同于普通液相色谱仪的主要之处是使用的常规检测器不是紫外检测器,而是电导检测器,所用的分离柱不是液相色谱所用的吸附型或分配型柱,而是以离子交换剂作填料的分离柱,而且柱容量比通常的高效液相色谱柱小得多。另外,在离子色谱中,特别是在抑制型离子色谱中往往用强酸性或强碱性物质作流动相,因此,仪器的流路系统耐酸耐碱的要求更高一些。

16. 淋洗剂 eluent 在离子色谱分析所用流动相溶液中,能提供与溶质离子在离子交换位置进行离子交换竞争反应的淋洗离子的物质。如阴离子交换色谱分析中常用NaHCO3水溶液作流动相,NaHCO3就是淋洗剂。参见“淋洗离子”。

17. 淋洗离子 eluent ion 在离子色谱流动相中,与溶质离子在离子交换位置相互竞争,将溶质离子从固定相洗脱出来的那种离子。如NaHCO3作为阴离子交换色谱分析的淋洗剂时,它所提供的阴离子HCO3-就是淋洗离子。

18. 去离子水 deionized water 用离子交换分离等技术去除了离子性物质的纯水。离子色谱中配制流动相和样品都要用去离子水,以避免水中所含离子性成分被干扰.

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