离子色谱法同时检测高氯酸钾中的氯酸盐和氯化物分析

2021-01-08涂绪程邵承勇江西永宁科技有限责任公司江西宜春336000

化工管理 2020年36期

涂绪程邵承勇(江西永宁科技有限责任公司，江西宜春 336000)

1 离子色谱法工作机理

1.1 试验部分

1.1.1 仪器与试剂

本试验中选取的仪器及试剂较多，不仅包含离子色谱仪，而且需配备相应的自动进样器，两者仪器型号分别为TM ICS-1100、AS-DV。试验中包含试剂种类较多，主要包含以下几种：(1)实验室自制导去离子水，其电率为18.2MΩ·cm；(2)选用我我国科学研究院生产的氯离子标准溶液，对其浓度具有一定要求，需保持在100mg/L为宜；(3)选用我国北京坛墨质检科技公司生产的氯酸盐标准液，将其浓度保持在1000mg/L；(4)采用分析纯的高氯酸钾，质量应大于99.0%，为我国上海科技有限公司生产。

1.1.2 色谱条件

该实验中选用的保护柱及分离柱，其规格分别为(50×4mm)、(250×4mm)；选用的抑制器为AERS 500；同时应将色柱温度保持在30oC为宜，流动相需选取适量碳酸钠和碳酸氢钠水溶液，其浓度分别控制在6.8mmol/L、1.2mmol/min，将其洗脱时间保持在20分钟。最后，对其流速具有严格的要求，需确保持续在1.0mL/min，试验进样量为100μL,抑制器电流为39mA。

2 试验方法

2.1 系列标准溶液的制备

拿取适量的氯酸根标准溶液2mL，氯化物标准溶液1mL，将其两者均放置于50mL的容量瓶，并将其进行充分搅拌，作为混合标准储备溶液。根据该试验要求，将其根据一定的倍数进行稀释，需最终配备5、10、20、40、50倍系列标准溶液，利用相应过滤膜将其过滤之后完成进样。

2.2 样品制备

拿取0.2g的高氯酸钾样本，将其与20mL水进行充分融合，利用相应的过滤膜进行过滤，之后对其进样进行分析。之后将CIO4-、CIO3-和CIO2-标准溶液进行稀释，并将其划分为2组，浓度分别为1～100μg/L、100～1000μg/L。标准系统溶液1梯度主要包含5μg/L、8μg/L、10μg/L、20μg/L等标准系列溶液，进样量为300μL。标准系统系统溶液2梯度主要包含100μg/L、200μg/L、400μg/L、800μg/L等标准液，且将其进样保持在25μL[1]。

2.3 环境样品测定

选取合适样本将其在纤维滤膜中进行过滤，过滤膜为0.22um，将其过滤完成后4℃保存，若样品电导率率大于1000uS/cm，需对其完成稀释后进样分析。

2.4 检测结果

拿取稀释20倍标准溶液，且将其进程7次重复进样，及时将其色谱图进行记录。氯酸盐及氯化物存留时间具有一定偏差，分别为0.05%和0.09%；峰值面积和峰高均与相对标准也存在一定的偏差率，其中峰值面积与相对标准偏差分别为0.21%、0.32%；而峰高相对偏差分别为0.46%、0.55%。对将其标本样色谱峰面积与浓度做出曲线，溶液一三种离子的线形回归方程分别为，y=0.0012x-0.001、y=0.0018x-0.0023和y=0.0023x-0.0029,其相关系数大于0.994。以3倍噪比计算相应的检出限，获取相应氯酸盐和氯化物质量浓度方式，计算其检出限分别为12.4μg/L、10.6μg/L。拿取适量的高氯酸钾样品进程测试，并根据试验中选取的色谱条件予以测定，结合外标法实现定量。拿取已知杂质含量高氯酸钾样片，进一步实施加标回收率，获取氯酸盐和氯化物回收率分别为99.1%、102.3%。根据试验样品加标典型色谱图，氯化物和氯酸盐色谱峰与其他色谱抗干扰良好，切保持时间分别为4.45min、5.30min。

3 结果讨论

拿取稀释20倍标准溶液重复进样7次，氯酸盐保留时间相对标准偏差为0.05%，氯化物为0.09%，其峰面积相对标准偏差分别为0.24%、0.32%，峰高相对标准偏差分别为0.46%、0.55%。将其色谱峰面积与浓度做相关曲线，获取其两者相关系数分别为0.9994、0.9998。以3倍噪音比计算其检出限，获取两者检出限分别为12.4μg/L/10.6μg/L，拿取相应高氯酸钾万和城呢个加标回收率试验测定其两者回收率分别为99.1%、102.3%。以下主要将三类离子进行全面分析，进而获取该试验方式可靠性。

3.1 色谱柱的选择

针对高氯酸盐而言，其为极易发生极化的阴离子，通常在离子色谱柱上难以清洗干净，具有较强的存留性，峰形宽度较大。将其3种离子亲水性较强的阴离子分析柱进行分析，主要包含AS16、AS19、AS20,检测结果表明3种色谱柱，可同时实现上述离子测定，但其中AS20与其他两种分析柱相较，不仅拥有良好的分离效果，而且在分析时间具有显著优势，所以该试验中将AS20阴离子作为分析柱。

3.2 淋洗条件的选择

淋洗液浓度对待测离子最终分离成效具有重要影响，若其淋洗液浓度较低时，CIO4-出现峰值时间较为滞后，且峰形较宽；若其淋洗液浓度较高时，可大幅度将其出峰值时间缩短，并对峰形进行改善，但CIO3-和CIO2-等分离效果不理想，可能受多种离子干扰影响，未能实现彻底分离，譬如F-、CI-等。因此，出于全方位考量，为短期内实现良好的分离成效，选取梯度淋洗方式，完成最终测定，标准溶液浓度需设定为100μg/L和1000μg/L的分离图谱。根据试验表明，其三种离子峰形呈现较佳，且获取的分离效果较佳，未受其他阴离子影响及干扰，分析时间保持在30min。

3.3 进样体积与标准系列溶液的选择

离子色谱检测待测定离子进样体积，与其自身浓度具有直接关系。待测离子处于低浓度状态时，若进样体积较小，则会出现各类问题，譬如待测离子峰形较宽、峰形缺乏显著性等，对最终测定结果精度造成影响；而待测离子浓度较高时，若其进样体积较大，增加峰形出现不对称风险，且可能对色谱抑制器造成损伤。为将其离子浓度控制在检出范围内，通常选取样品稀释方式，但此类方式存在一定弊端，主要使稀释进程中将试验误差增大，对其最终结果测定准确性造成影响。因此，该切实满足试验要求，该方法中构建两种不同浓度范围的标准曲线，并确定其对应匹配的进样体积，即标准系列溶液1进样体积保持为300uL，标准系列溶液2进样体积保持在25μL[2]。

3.4 方法的线形关系及检出限

标准系列溶液1测定结果表明，CIO4-、CIO3-和CIO2-含量处于1～100μg/L时，表明线形关系处于良好状态，线形方程式如表一所示，相关系数均超过0.994。配备1份浓度与空白标准溶液较为接近，根据该试验中色谱条件的方式，重复测量10次，按照3倍信噪比将其检出限计算为1μg/L，表1为线形范围、线形方程、相关系数。

表1 线性范围、线性方程、相关系数

对标准溶液2进行检测，其结果表明三种溶液处于1～100μg/L时，其线性关系处于较佳状态。同样配备于空白溶液浓度接近溶液，根据相关的色谱条件，将其继续重复测定10次，将其检出限制予以计算为10μg/L。

3.5 方法重现性及回收率

在去离子水中适当加入50μg/L和400μg/L的三种离子混合物，将其两种标准液溶液进行回收率测定。处于同一添加水平状况下，将其样品进行重复测定，需保持次数为7次，根据试验研究表明，该方式重现性较佳，不仅样品加标回收率较高，而且与标准偏差较小，其中回收率分别为94.15%～96.91%、91.30%～96.28%[3]。

3.6 环境样品分析

为进一步证明该实验方式的准确性及可靠性，分别将AS20阴离子色谱柱和25μL、300μL两个定量环方式，将其环境样品进行测定。待测样品中首先利用25μL定量进样，检测之后待其含量低于100μg/L样品之后，再使用300μL进行准确测定。针对选取样本而言，其具有一定复杂性，在特定试验环境状态下，将样本中常规离子与待测三种离子进行彻底分离，色谱谱峰表现为正态分布，未存在干扰因素。根据环境样本试验检测结果而言，其测定方式可将三种离子准确检出。