離子色譜儀可廣泛應(yīng)用于環(huán)境連續(xù)檢測(cè)、生產(chǎn)過(guò)程連續(xù)檢測(cè)等領(lǐng)域，該產(chǎn)品針對(duì)離子色譜法的在線檢測(cè)問(wèn)題，進(jìn)行了離子色譜法的在線檢測(cè)方法及檢測(cè)工藝、色譜數(shù)據(jù)的在線自動(dòng)處理、產(chǎn)品的檢測(cè)能力及檢測(cè)精度等方面的研究，技術(shù)屬集成創(chuàng)新，其技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)主要體現(xiàn)在：
1、設(shè)計(jì)了離子色譜法的在線檢測(cè)流程，并采用嵌入式系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了三通道并行全自動(dòng)檢測(cè)。
2、采用電導(dǎo)法的在線檢測(cè)工藝及數(shù)據(jù)自動(dòng)處理技術(shù)，可同時(shí)自動(dòng)檢測(cè)陰離子F-、Cl-、NO2-、PO43-、Br-、NO3-、SO42-和陽(yáng)離子Li、Na、NH4、K、Ca2、Mg2。3、創(chuàng)新性地提出了流動(dòng)伏安檢測(cè)方法，實(shí)現(xiàn)了重金屬離子Cu2、Zn2、Pb2、Cd2的在線檢測(cè)。
離子色譜儀的色譜柱的維護(hù)：
1、進(jìn)入色譜柱的樣品，均需要對(duì)其進(jìn)行前處理。樣品中固體懸浮物、有機(jī)物和重金屬是影響色譜柱柱效的三大因素。
固體懸浮物的消除：使用0.45或0.22微米孔徑的微孔濾膜將樣品過(guò)濾即可。
有機(jī)物：固態(tài)樣品，其各檢測(cè)組份對(duì)高溫仍比較穩(wěn)定的，可以采用高溫灰化-淋洗液或去離子水浸取法將有機(jī)，離子色譜儀直接IC檢測(cè)。
液態(tài)樣品，可以采用22%雙氧水微波消解1.5h除去有機(jī)物后調(diào)節(jié)PH至中性，直接IC進(jìn)樣檢測(cè)。(注意溶液濃度之間的換算)
重金屬：可以將樣品流經(jīng)陽(yáng)離子交換樹脂除去重金屬后直接IC進(jìn)樣。
2、組份高含量樣品影響色譜柱柱效。
高Cl樣品的處理：將樣品通過(guò)Ag處理柱將Cl-除去后進(jìn)樣或稀釋后進(jìn)樣分析。
高SO42樣品的處理：將樣品通過(guò)Bs處理柱將SO42-除去后進(jìn)樣或稀釋后進(jìn)樣分析。
3、實(shí)驗(yàn)操作完畢，色譜柱用淋洗液密封保存。
離子色譜是高效液相色譜的一種，故又稱高效離子色譜（HPIC）或現(xiàn)代離子色譜，其有別于傳統(tǒng)離子交換色譜柱色譜的主要是樹脂具有很高的交聯(lián)度和較低的交換容量，進(jìn)樣體積很小，用柱塞泵輸送淋洗液通常對(duì)淋出液進(jìn)行在線自動(dòng)連續(xù)電導(dǎo)檢測(cè)。離子色譜法是高效液相色譜法中分離分析溶液中離子組分的方法。離子色譜中使用的固定相是離子交換樹脂。離子交換樹脂上分布有固定的帶電荷的基團(tuán)和能游動(dòng)的配位離子。
一般來(lái)說(shuō)，離子色譜儀在操作過(guò)程中比較常見的故障有如下幾種，化學(xué)實(shí)驗(yàn)員有必要學(xué)習(xí)下離子色譜儀一些簡(jiǎn)單的維護(hù)和操作。
1.由流動(dòng)相到泵之間的管路中有氣泡，怎么排除?
排除方法如下：
先將與泵相連的塑料流路接頭擰下來(lái)，用洗耳球吸滿去離子水，從與泵段相連的流路管中注入，將流路管中的氣泡排除干凈。
然后再將流動(dòng)相瓶抬高，再將流路接頭與泵連接好。
啟動(dòng)泵，打開泵內(nèi)排氣閥選鈕，將泵內(nèi)氣泡排除干凈，一般觀察為流出液比較均勻，再將泵排氣閥擰緊。
2.泵單向閥堵塞會(huì)有哪些現(xiàn)象?怎么操作?
在如果泵單向閥上粘上了微生物造成堵塞會(huì)造成泵吸液不上，最明顯的現(xiàn)象是，在廢液管沒(méi)有流液或啟動(dòng)泵時(shí)沒(méi)有液體流出或溶液流出速度很慢。
單向閥如果堵塞了，我們需要對(duì)其進(jìn)行清洗，清洗方法如下：
先將流路接頭和接頭1全部擰下，再將左側(cè)接頭2擰下，用鑷子將兩單向閥取出放入50ml燒杯中(取出時(shí)注意觀察單向閥上箭頭方向，安裝時(shí)方向必須與此相同)，加入少量無(wú)水乙醇剛好蓋過(guò)兩單向閥。
再放入超聲波清洗器中清洗30-60min。再用水將單向閥清洗干凈后按拆卸方向逆向安裝即可。
3.抑制器電流無(wú)顯示，怎么判斷問(wèn)題?怎么操作?
a、先要了解抑制器的結(jié)構(gòu)，抑制器的結(jié)構(gòu)3：
b、抑制器電路的檢測(cè)：
用螺絲刀將抑制器盒四角4顆固定螺絲擰下，就可以看到如圖3所示的抑制器圖。
將抑制器兩邊的電極線取下，注意兩邊電極線的顏色不一致(一般紅色線接在右邊，左邊為灰色或黑色線)；
再用配件工具箱中的模擬電阻(100歐姆)連接兩電極線，再順時(shí)針打開并調(diào)節(jié)控制面板上的電流旋鈕，觀察觸摸屏上電流顯示數(shù)字的變化。
若變化規(guī)則，從45-100或105mA可調(diào)，說(shuō)明抑制器電路運(yùn)行正常，那么抑制器電流顯示不正常的原因來(lái)源于兩電極線連接到抑制器上時(shí)接觸不良所致。
若無(wú)變化，一直顯示為0，則說(shuō)明抑制器電路已經(jīng)被擊穿，需要重新更換電路或?qū)ζ溥M(jìn)行維護(hù)。
c、抑制器上四方流路接頭的翻邊和連接：從電導(dǎo)池出口再次進(jìn)入抑制器時(shí)其接頭的連接需要翻邊的操作。
d、抑制器接頭的連接和漏液?jiǎn)栴}的維護(hù)：
抑制器上的接頭主要有3個(gè)，一個(gè)接色譜柱出口(PEEK錐形接頭)，另外兩個(gè)接電導(dǎo)池入口(PEEK錐形接頭)和出口(四方流路接頭)，接頭接的位置均在抑制器上有所標(biāo)明，連接的時(shí)候注意不要弄錯(cuò)了。
另外，接頭的連接均是宜松不宜緊，以不泄漏為宜。
接色譜柱出口端接頭擰的太緊，會(huì)造成系統(tǒng)壓力增大。電導(dǎo)池出口的四方流路接頭擰得太緊會(huì)造成溶液不流通電導(dǎo)池，更有甚者會(huì)造成抑制器的離子交換膜破裂而損壞抑制器。
一、貯液罐
溶劑貯存主要用來(lái)供給足夠數(shù)量并符合要求的流動(dòng)相，對(duì)于溶劑貯存器的要求是：
(1)必須有足夠的容積，以保證重復(fù)分析時(shí)有足夠的供液；
(2)脫氣方便；
(3)能承受一定的壓力；
(4)所選用的材質(zhì)對(duì)所使用的溶劑一律惰性。
由于離子的流動(dòng)相一般是酸、堿、鹽或絡(luò)合物的水溶液，因此貯液系統(tǒng)一般是以玻璃或聚四氟乙烯為材料，容積一般以0、5～4L為宜，溶劑使用前必須脫氣。因?yàn)?font color="#0268CA">色譜柱是帶壓力操作的，在流路中易釋放氣泡，造成檢測(cè)器噪聲增大，使基線不穩(wěn)，儀器不能正常工作，這在流動(dòng)相含有有機(jī)溶劑時(shí)更為突出。
脫氣方法有多種，在離子色譜中應(yīng)用比較多的有如下方法：
(1)低壓脫氣法：通過(guò)水泵、真空泵抽真空，可同時(shí)加溫或向溶劑吹氮，此法特別適用純水溶劑配制的淋洗液。
(2)吹氦氣或氮?dú)饷摎夥ǎ汉饣虻獨(dú)饨?jīng)減壓通入淋洗液，在一定壓力下可將淋洗液的空氣排出。
(3)超聲波脫氣法：將沖洗劑置于超聲波清洗槽中，以水為介質(zhì)超聲脫氣。一般超聲30min左右，可以達(dá)到脫氣目的。新型的離子色譜儀，在高壓泵上帶有在線脫氣裝置，可自動(dòng)對(duì)淋洗液進(jìn)行在線自動(dòng)脫氣。
二、高壓輸液泵
高壓輸液泵是離子色譜儀的重要部件，它將流動(dòng)相輸入到分離系統(tǒng)，使樣品在柱系統(tǒng)中完成分離過(guò)程。離子色譜用的高壓泵應(yīng)具備下述性能：
(1)流量穩(wěn)定：通常要求流量精度應(yīng)為±1%左右，以保證保留時(shí)間的重復(fù)和定性定量分析的精度。
(2)有一定輸出壓力，離子色譜一般在20MPa狀態(tài)下工作，比高效液相色譜略低。
(3)耐酸、堿和緩沖液腐蝕，與高效液相色譜不同，離子色譜所有淋洗液含有酸或堿，泵應(yīng)采用全塑Peek材料制作。
(4)壓力波動(dòng)小，更換溶劑方便，死體積小，易于清洗和更換溶劑。
(5)流量在一定范圍任選，并能達(dá)到一定精度要求。
(6)部分輸液泵具有梯度淋洗功能。
目前離子色譜應(yīng)用較多的是往復(fù)柱塞泵，只有低壓離子色譜采用蠕動(dòng)泵，但蠕動(dòng)泵所能承受的壓力太小，實(shí)際操作過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。
由于往復(fù)柱塞泵的柱塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)頻率較高，所以對(duì)密封環(huán)的耐磨性及單向閥的剛性和精度要求都很高。密封環(huán)一般采用聚四氟乙烯添加劑材料制造，單向閥的球、閥座及柱塞則用人造寶石材料。
一般來(lái)說(shuō)，雙柱塞流量更平穩(wěn)，脈動(dòng)小，但構(gòu)造復(fù)雜，價(jià)格也比較高。
高效液相色譜采用不銹鋼或鈦合金材料，與高效液相色譜相比，離子色譜的泵體則采用全塑系統(tǒng)，從而對(duì)酸、堿、鹽有抗污染的性能，并保證了對(duì)金屬離子測(cè)定的準(zhǔn)確性。
1、單柱塞泵
單柱塞泵的壓力和流量波動(dòng)大。采取一些必要的措施如增加阻尼器，對(duì)凸輪形狀作特別設(shè)計(jì)以及利用先進(jìn)的電子技術(shù)也可獲得滿意的結(jié)果。早期的離子色譜和一些簡(jiǎn)易型離子色譜儀常采用單柱塞泵系統(tǒng)。
2、雙柱塞泵
雙柱塞泵即兩個(gè)泵頭并聯(lián)使用，凸輪相差180°，使壓力和流量波動(dòng)減少。因此這種雙柱塞泵可以不加阻尼器直接進(jìn)入分離系統(tǒng)，可以進(jìn)行低壓梯度淋洗。如今大多數(shù)高檔離子色譜儀均已經(jīng)采用雙柱塞泵。
目前，較新型的微孔型離子色譜儀，由于其采用的色譜柱為2mm內(nèi)徑，為常規(guī)的4mm內(nèi)徑的色譜柱橫截面的1／4，因此在線速度不變的條件下，其流速為常規(guī)色譜的1／4，因此它采用的泵的流速為0、01～2、50 ml／min。
其主要特點(diǎn)是柱塞比較小，但結(jié)構(gòu)與常規(guī)的離子色譜儀相似。由于流速的減小，可以大大減少溶劑的用量。如以同樣的量進(jìn)樣，靈敏度可以增大到原來(lái)的4倍。
三、梯度淋洗裝置
梯度淋洗和氣相色譜中的程序升溫相似，給色譜分離帶來(lái)很大的方便，但離子色譜電導(dǎo)檢測(cè)器是一種總體性質(zhì)的檢測(cè)器，因此梯度淋洗一般只在含氫氧根離子的淋洗液中采用抑制電導(dǎo)檢測(cè)時(shí)才能實(shí)現(xiàn)。
采用梯度淋洗技術(shù)可以提高分離度、縮短分析時(shí)間、降低檢測(cè)限，它對(duì)于復(fù)雜混合物，特別是保留強(qiáng)度差異很大的混合物的分離，是極為重要的手段。
另外，新型抑制器通過(guò)脫氣使淋洗液中CO2去除，碳酸鹽的淋洗液背景電導(dǎo)很低，使靈敏度大大增加，也可以實(shí)現(xiàn)碳酸鹽的梯度淋洗。
離子色譜梯度淋洗可分為低壓梯度和高壓梯度兩種，現(xiàn)分別介紹如下：
1、低壓梯度
是一種目前離子色譜較為廣泛采用的低壓梯度裝置，可進(jìn)行四元梯度，它通過(guò)電磁比例閥的開關(guān)頻率，由控制器控制，再改變控制器程序，即可得一任意混合濃度。
2、高壓梯度
它是由兩臺(tái)高壓輸液泵、梯度程序控制器、混合器等部件所組成。兩臺(tái)泵分別將兩種淋洗液輸入混合器，經(jīng)充分混合后，進(jìn)入色譜分離系統(tǒng)。它又稱為泵后高壓混合形式。
梯度淋洗的溶劑混合器必須具備容積小、無(wú)死區(qū)、清洗方便、混合效率高等性能，能獲得重復(fù)的、滯后時(shí)間短的梯度淋洗效果。
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