分離科學(xué)與進(jìn)展中科大lecture(2)-展示頁(yè)
2025-04-23 00:45本頁(yè)面
【正文】 后將流出物導(dǎo)入電導(dǎo)檢測(cè)池 ， 檢測(cè)到的信號(hào)送到數(shù)據(jù)系統(tǒng)記錄 、 處理或保存 。 為什么要有專門的離子色譜儀？ ? 普通 HPLC儀器流路不耐強(qiáng)酸強(qiáng)堿（ IC的流路系統(tǒng)需采用塑料，而 HPLC為金屬）。 離子色譜的基本理論： 色譜過(guò)程動(dòng)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(guò)程 ， 更接近溶質(zhì)在兩相間的實(shí)際分配過(guò)程 。 離子色譜的基本理論： 基本概念 離子色譜的基本理論： 基本概念 ? 容量因子： k? = (tR t0) / t0 = (VR V0)/V0 ? 分離度： R = 2DtR / (w1+w2) ? 選擇性系數(shù)： a = ts2/ts1 = (tR2t0)/(tR1t0) 離子色譜的基本理論： 基本概念 離子色譜的基本理論： 基本概念 離子色譜的基本理論： 色譜過(guò)程動(dòng)力學(xué) ? 塔板理論：該理論將色譜柱當(dāng)作一個(gè)精餾塔 ，沿用精餾塔中塔板的概念描述溶質(zhì)在兩相間的分配行為 ， 并引入理論塔板數(shù) N和理論塔板高度 H作為衡量柱效的指標(biāo) 。 離子色譜的基本理論： 基本概念 ? 分配系數(shù)： K = Cs / Cm ? 保留時(shí)間：如果溶質(zhì) A在固定相中完全沒(méi)有保留 （ K = 0） ,僅僅是從進(jìn)樣器開始 ， 經(jīng)過(guò)色譜柱和連接管路被流動(dòng)相帶到檢測(cè)器 ， 這段時(shí)間稱作死時(shí)間 ， 通常用 t0表示 ， 因此死時(shí)間指無(wú)保留溶質(zhì)通過(guò)色譜柱所需的時(shí)間 。 固定相是普通 HPLC體系中最常用的低極性的十八烷基或八烷基鍵合硅膠 ，固定相的選擇性主要靠改變流動(dòng)相來(lái)調(diào)節(jié) ， 通過(guò)在流動(dòng)相中加入一種與溶質(zhì)離子帶相反電荷的離子對(duì)試劑 ， 使之與溶質(zhì)離子形成中性的疏水性化合物 。 離子排斥色譜對(duì)于從強(qiáng)酸中分離弱酸以及弱酸的相互分離非常有用 。 離子色譜的分類 ? 離子排斥色譜：分離機(jī)理主要源于Donnan膜平衡 、 體積排阻和分配過(guò)程 。離子交換色譜的分離機(jī)理主要是電場(chǎng)相互作用 ， 其次是非離子性的吸附過(guò)程 ，固定相主要是以聚苯乙烯和多孔硅膠作載體 ， 在其表面引入了離子交換功能基的離子交換劑 。 離子色譜的分類 ? 根據(jù)分離機(jī)理的不同 ， 離子色譜可分為高效離子交換色譜 （ HPIC） 、 離子排斥色譜 （ HPIEC） 和離子對(duì)色譜 （ IPC或MPIC） 。 離子色譜方法 ? 1979年 ， Gjerde等采用弱電解質(zhì)作流動(dòng)相 ，因流動(dòng)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(cè)器直接檢測(cè) 。 離子色譜方法 ? 1975年 ， Small等人成功地解決了用電導(dǎo)檢測(cè)器連續(xù)檢測(cè)柱流出物的難題 ， 即采用低交換容易的陰離子或陽(yáng)離子交換柱 ， 以強(qiáng)電解質(zhì)作流動(dòng)相分離無(wú)機(jī)離子 ， 流出物通過(guò)一根稱為抑制柱的與分離柱填料帶相反電荷的離子交換樹脂柱 。Reminder message We will be having an inclass quiz on Nov. 1, which will cover lecture1 through lecture5. Help session won’t be provided this time, but questions can be submitted to the instructor via . Be prepared! 解釋離子交換選擇性的理論：Eisenman理論 References: E. R. Nightingale, J. Phys. Chem. 63(9) pp13811387, 1959 離子色譜 離子色譜方法 ? 離子色譜 （ 簡(jiǎn)稱 IC） 是高效液相色譜（ HPLC） 的一種 ， 是分析離子的一種液相色譜法 。 現(xiàn)代的 IC始于 H. Small等人的工作 ， 他們于 1975年發(fā)表了第一篇離子色譜方面的論文 ， 同年商品化的離子色譜儀器問(wèn)世 。這樣使得流動(dòng)相中的被測(cè)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(cè)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(lái) 。 從們將使用抑制柱的離子色譜法稱作雙柱離子色譜法或抑制型離子色譜法 ， 把不使用抑制柱的離子色譜法稱作單柱離子色譜法或非抑制型離子色譜法 。 離子色譜的分類 ? 離子交換色譜：基于流動(dòng)相中的溶質(zhì)離子 （ 樣品離子 ） 和固定相表面離子交換基團(tuán)之間的離子交換過(guò)程的色譜方法 。 離子交換色譜可用于無(wú)機(jī)離子和有機(jī)離子的分離 。固定相是具有較高容量的全磺化交聯(lián)聚苯乙烯陽(yáng)離子交換樹脂 ， 這種陽(yáng)離子交換樹脂一般不能用于陽(yáng)離子的離子交換色譜分離 。 離子色譜的分類 ? 離子對(duì)色譜：主要分離機(jī)理是吸附與分配 。 離子色譜的優(yōu)點(diǎn) ? 分析速度快：分析一個(gè)樣品平均只需約 10分鐘的時(shí)間； ? 檢測(cè)靈敏度高：檢測(cè)限可達(dá) 10?g/L， 如使用預(yù)濃縮技術(shù) ， 檢測(cè)下限可達(dá) ng/L； ? 選擇性好：通過(guò)選擇合適的分離模式和檢測(cè)方法 ， 可以獲得較好的選擇性； ? 可多離子同時(shí)分析； ? 離子色譜柱的穩(wěn)定性高：近年來(lái)出現(xiàn)了能耐100%有機(jī)溶劑和在全 pH（ 1~14） 范圍內(nèi)適用的離性能商品化離子色譜柱 。 如果定義 ts為溶質(zhì)因與固定相作用而在色譜柱中額外耗費(fèi)的時(shí)間 ， 則通常所說(shuō)的樣品的保留時(shí)間為 tR = t0 + ts。 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(guò)程動(dòng)力學(xué) ? 塔板理論： 離子色譜的基本理論： 色譜過(guò)程動(dòng)力學(xué) ? 塔板理論的缺陷 （ 1） 忽略了流動(dòng)相流速這一重要參數(shù)對(duì)柱效的影響 ， 因此無(wú)法解釋流速不同時(shí)柱效不同的現(xiàn)象； （ 2）忽略了流動(dòng)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(duì)保留值的影響 。 離子色譜的基本理論： 色譜過(guò)程動(dòng)力學(xué) ? 速率理論： van Deemter速率方程式 渦流擴(kuò)散 縱向擴(kuò)散 流動(dòng)相和固定相傳質(zhì)阻力項(xiàng) 離子色譜的基本理論： 色譜過(guò)程動(dòng)力學(xué) l為填充不規(guī)則
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