分離科學(xué)與進(jìn)展中科大lecture(2)-免費(fèi)閱讀
【正文】 其優(yōu)點(diǎn)是化學(xué)學(xué)和熱穩(wěn)定性都很好，在水中溶脹很小，但在酸性和堿性溶液中不穩(wěn)定，且交換容量小，需要結(jié)合高靈敏的檢測器。 離子交換色譜：固定相 ? 乳膠附聚型離子交換劑：優(yōu)點(diǎn)是（ 1）良好的機(jī)械性能；（ 2）交換速度快，分離效率高（乳膠顆粒?。?；（ 3）溶脹與收縮小 離子交換色譜：固定相 離子交換色譜：固定相 離子交換色譜：固定相 離子交換色譜：固定相 ? 螯合樹脂：優(yōu)點(diǎn)是選擇性好 離子交換色譜：固定相 ? 包覆型離子交換劑：通過氫鍵、吸附或靜電相互作用，在載體的表面覆蓋一層功能基層，從而改變原固定相的性能，或完全制備成另一種新的固定相。 ? 用合適的氯硅烷與基質(zhì)表面的自由硅醇基反應(yīng)，再引入季銨基，即可獲得交換容量在 ?質(zhì)陰離子交換劑。 離子色譜固定相的物理結(jié)構(gòu) ? 通過物理或化學(xué)方法在惰性核表面覆蓋一層極細(xì)的離子交換樹脂顆粒，這些小顆粒上又可通過化學(xué)或機(jī)械方法結(jié)合上一層離子交換體。 ? 體積較大的分子可進(jìn)入大孔，與孔內(nèi)基團(tuán)作用，適合大分子分離。 ? 交聯(lián)度決定孔徑，交聯(lián)度大于 8％時，孔徑小于 5nm。 離子交換色譜 ? 現(xiàn)代離子交換色譜法采用低交換容量、高分離效率的離交換劑，樣品的導(dǎo)入方式也完全改變，用閥進(jìn)樣準(zhǔn)確地進(jìn)樣，并使進(jìn)樣體積減小到 10~100 ?L，色譜峰變得相當(dāng)尖銳，使分離度提高，一次進(jìn)同時分離的組分?jǐn)?shù)大大增加，在線連續(xù)檢測使分離與定量測定融為一體。 抑制器： 微膜抑制器 抑制器： 微膜抑制器 注：此處箭頭不是指流動方向，而是標(biāo)注箭頭 抑制器： 微膜抑制器 ? 微膜抑制器的高容量和自動連續(xù)再生的特性 ， 使得可以選擇的淋洗劑大大增加 ，既可以選擇弱酸性的淋洗劑 ， 也可選擇高離子強(qiáng)度的淋洗劑 。 陽離子交換色譜中的抑制柱中填充的是強(qiáng)堿性的陰離子交換樹脂 ， 稱為陰離子抑制柱 抑制器： 柱抑制器 ? 柱抑制器 （ 陰離子分離 ） ： ? RSO3H + NaHCO3 = RSO3Na + H2O + CO2 ? RSO3H + NaOH = RSO3Na + H2O ? RSO3H + NaCl = RSO3Na + HCl ? 抑制器的兩個重要作用： （ 1） 將淋洗液離子轉(zhuǎn)變成很弱的酸或水 ， 大大降低了背景電導(dǎo)； （ 2） 將樣品陰離子轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的酸 ， 由于 H+的摩爾電導(dǎo)率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于Na+的摩爾電導(dǎo)率 ， 大大提高了所測離子的檢測靈敏度 。 ? 一般能在室溫 ~80186。 離子色譜儀： 流動相輸送系統(tǒng) 離子色譜儀： 脫氣裝置 離子色譜儀： 梯度洗脫裝置 ? 在進(jìn)行多成分的復(fù)雜樣品的分離時 ， 經(jīng)常會碰到前面的一些成分分離不完全 ， 而后面的一些成分分離度太大 ， 且出峰很晚和峰型較差 。缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，價格較貴，有脈動，需要配置阻尼裝置來消除。 離子色譜儀： 流動相輸送系統(tǒng) 離子色譜儀： 流動相輸送系統(tǒng) ? 氣動 （ 放大 ） 泵 離子色譜儀： 流動相輸送系統(tǒng) ? 活塞型往復(fù)泵 離子色譜儀： 流動相輸送系統(tǒng) ? 活塞型往復(fù)泵 離子色譜儀： 流動相輸送系統(tǒng) ? 隔膜型往復(fù)泵 離子色譜儀： 流動相輸送系統(tǒng) ? 螺旋傳動注射泵 輸液泵主要有氣動放大泵、螺旋注射泵、隔膜型往復(fù)泵、柱塞往復(fù)泵等。 流動相儲存容器 （玻璃或聚四氟乙烯，碳酸體系需密封） 在線脫氣裝置 （惰性氣體鼓泡吹掃、真空脫氣 ） 高壓泵 離子色譜儀： 流動相輸送系統(tǒng) ? 輸液泵：可分為恒壓泵和恒流泵 ， 恒壓泵的泵出口壓力維持不變 ， 當(dāng)體系阻力變化時 ， 則流量自動增加或減小以維持壓力恒定；恒流泵的出口流量不變 ， 當(dāng)體系阻力變化時 ， 則柱前壓自動增加或減小以維持流量恒定 。直接關(guān)系到分析結(jié)果的重復(fù)性和準(zhǔn)確性。 N = (tR/b1/2)2 = 16(tR/w)2 Neff = (ts/b1/2)2 = 16(ts/w)2 (有效理論塔板數(shù) ) H = L/N Heff = L/Neff 離子色譜的基本理論： 色譜過程動力學(xué) ? 塔板理論： 離子色譜的基本理論： 色譜過程動力學(xué) ? 塔板理論的缺陷 （ 1） 忽略了流動相流速這一重要參數(shù)對柱效的影響 ， 因此無法解釋流速不同時柱效不同的現(xiàn)象； （ 2）忽略了流動相和固定相的體積 ， 不能解釋溶質(zhì)在柱內(nèi)的擴(kuò)散和傳質(zhì)阻力對保留值的影響 。固定相是具有較高容量的全磺化交聯(lián)聚苯乙烯陽離子交換樹脂 ， 這種陽離子交換樹脂一般不能用于陽離子的離子交換色譜分離 。這樣使得流動相中的被測離子的反離子得以除去 ， 降低背景電導(dǎo)率 ， 從而獲得高的檢測靈敏度 ， 從此有了真正意義上的離子色譜法 ， IC也從此作為一門色譜分離技術(shù)從液相色譜法中獨(dú)立出來 。 離子色譜方法 ? 1979年 ， Gjerde等采用弱電解質(zhì)作流動相 ，因流動相本身的電導(dǎo)率較低 ， 不必用抑制柱就可以用電導(dǎo)檢測器直接檢測 。 離子排斥色譜對于從強(qiáng)酸中分離弱酸以及弱酸的相互分離非常有用 。 離子色譜的基本理論： 色譜過程動力學(xué) ? 速率理論：充分考慮了溶質(zhì)在兩相間的擴(kuò)散和傳質(zhì)過程 ， 更接近溶質(zhì)在兩相間的實(shí)際分配過程 。 ? 流量控制準(zhǔn)確。 對于液相色譜分析輸液泵的流量穩(wěn)定性更為重要 ， 因此恒流泵的應(yīng)用更為廣泛 。 (1)氣動放大泵能提供無脈動的穩(wěn)定流量，很適合恒量分析。 (4)柱塞往復(fù)泵是目前使用最廣泛的一種恒流泵，分為單柱塞和雙柱塞兩種。 為了使保留值相差很大的多種成分在合理的時間內(nèi)全部洗脫并達(dá)到相互分離 ， 往往要用到梯度洗脫技術(shù) ? 液相色譜 （ 含離子色譜 ） 中通常所說的梯度主要指流動相梯度 離子色譜儀： 梯度洗脫裝置 ? 高壓梯度系統(tǒng) ? 不產(chǎn)生氣泡 ? 價格稍高 離子色譜儀： 梯度洗脫裝置 ? 低壓梯度系統(tǒng) ? 混合時易產(chǎn)生氣泡，需配在線脫氣裝置 ? 適合多元流動相 離子色譜儀： 進(jìn)樣器 ? 對進(jìn)樣器的要求是密封性好 、 死體積小 、 重復(fù)性好 進(jìn)樣 位置 廢液 樣 品 流動相 接色 譜 柱 進(jìn)樣閥 樣 品 采 樣
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