低压离子色谱_化学发光联用在线检测水中痕量铜.PDF
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刘玲 周光明 张新申
低压离子色谱,化学发光,铜,鲁米诺
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参见附件(218KB，4页)。
低压离子色谱_化学发光联用在线检测水中痕量铜.PDF
低压离子色谱2化学发光联用在线检测水中痕量铜
刘 玲 周光明3
张新申 (西南师范大学化学化工学院 ,重庆 400715) (四川大学轻工与食品学院 ,成都 610065)
摘 要 低压离子色谱分离化学发光方法在线检测 Cu
2 +
,利用草酸作为色谱柱的洗脱液 ,研究了分离条件、发光条件及二者的匹配方式等因素对分离检测的影响。测定 Cu
2 +
的线性范围为 0. 4～6 mgP L ;检测限为 0. 1
mgP L。方法用于自来水及地表水中 Cu
2 +
的分析测定。
关键词 低压离子色谱 ,化学发光 ,铜 ,鲁米诺
2001205208收稿;2001211212接受
本文系教育部春晖计划和重庆市应用基础资助项目
1 引 言
铜是环境化学、水文地质、金属合金等研究中的常测元素 ,同时也是人体所必需的微量元素。基于
铜离子对发光剂鲁米诺在碱性介质中的氧化反应有催化 ,人们建立了铜离子的化学发光检测法1 ～3。
这些方法具有较高的灵敏度 ,但受其它金属离子(如 Co
2 +
、 Mn
2 +
、 Cr
3 +
、 Fe
2 +
等)的干扰大 ,选择性差。离
子色谱是一种良好的离子分离技术4
,但由于其商品化仪器的柱前压常常在 3 ×10
7
～4 ×10
7
Pa 之间 ,从而对色谱柱及流路系统的耐压性能提出很高要求 ,增加了仪器成本。为此 ,国内成功开发了低压快速
离子色谱仪和低压过渡金属离子色谱仪5
,其操作压力只需1. 96 ×10
5
～2. 94 ×10
5
Pa。目前 ,这两种仪
器已与电导、安培和光度3种检测器联用 ,并成功地分离检测了大多数阴阳离子以及多种有机酸6。将
化学发光检测技术与低压离子色谱联用的研究在国内外尚未见报道。本实验中 ,我们利用低压离子色
谱对铜离子的良好分离性能 ,结合化学发光的灵敏检测 ,测定了自来水及地表水中的 Cu
2 +
含量 ,并与原
子吸收光谱法对照 ,获得满意结果。
2 实验部分
2. 1 主要仪器及试剂
BPCL 微弱发光测量仪(中国科学院生物物理研究所研制) ;低压阳离子分离柱 C3 柱(四川大学轻工
与食品学院研制) , Φ5 × 40 mm; WYX2402型原子吸收分光光度计 (沈阳分析仪器厂) ;SA2720型酸度计
(美国ORION公司) 。鲁米诺储备液:由固体(试剂纯)加入 0. 1 molP L NaOH配成 0. 01 molP L 鲁米诺试
液; H2O2 溶液:由30 % H2O2 (重庆东方试剂厂)稀释而成。Cu
2 +
标准溶液由 Cu (NO3 ) 2 配制。本实验所
用试剂除注明外均为分析纯 ,水为二次去离子水。
2. 2 实验方法
改装BPCL 超微弱发光分析仪 ,将盘管式流通池正对检测窗 ,流动注射进样。低压离子色谱柱 C3
柱与BPCL 连用。按图1所示流路连接仪器 ,将一定体积的 Cu
2 +
标准溶液或样品溶液通过进样阀注入
色谱柱 ,草酸作洗脱剂 ,柱后与鲁米诺、过氧化氢溶液混合 ,催化发光。BPCL 超弱发光仪通过计算机自
动采集(每0. 5 s记录一个数据点)处理数据 ,根据得到的发光强度进行定量分析。
3 结果与讨论
3. 1 化学发光反应条件的选择
本实验化学发光检测的原理是:Cu
2 +
对发光剂鲁米诺在碱性介质中的氧化反应具有催化作用 ,该反
应过程会发出特定波长的光 ,发光强度与 Cu
2 +
成正比。实验中 ,在无柱情况下 ,水为载流 ,1 mgP L Cu
2 +
作为标液进样 ,采用单变量变换法 ,分别实验了过氧化氢、鲁米诺溶液浓度及 pH值等因素对发光强度
第30卷
2002年4月 分析化学 (FENXI HUAXUE) 研究简报
Chinese Journal of Analytical Chemistry
第4期
478～481 图1 低压离子色谱分离化学发光在线检测流路图
Fig. 1 Flow diagram for the determination with on 2line
chemiluminescence (CL) detection combined by low 2pressure
ion chromatographic separation
P. 蠕动泵 (peristaltic pump) ; V. 进样阀 (injection valve) ; W.
废液 (waste) ; BPCL. 超弱发光分析仪 (ulter2weak luminescence
analyzer) 。a. 鲁米诺溶液 (luminol solution) ; b. 过氧化氢溶液
(H2O2 solution) ; c. 草酸洗脱液 (oxalic acid elution) ; d. 样品
溶液 (sample) ; e. C3 柱(C3 separation column) 。
的影响。结果表明:当浓度选择 10
- 2
molP L ,鲁米诺
溶液浓度选择 5 ×10
- 4
molP L ,并以 NaOH 调 pH 至
12. 0时 ,可获得最大化学发光强度。
3. 2 低压离子色谱分离条件的选择
3. 2. 1 洗脱液的选择 草酸、柠檬酸、乳酸等有机弱
酸是低压离子色谱分离阳离子最常用的洗脱液。但
这些有机弱酸均程度不同的对Luminol2H2O2 化学发
光体系有抑制作用。选取 1 mgP L Cu
2 +
做标液 ,在无
色谱柱情况下 ,经进样阀直接注入标液 ,用不同浓度
的不同有机弱酸做载流 ,记录相对化学发光峰值(相
对于草酸作载流时的 100 %) ,结果见表 1 中 a 项数
据;草酸作载流时 ,发光强度最大 ,说明草酸对化学
发光反应的抑制效应最小 ......
刘 玲 周光明3
张新申 (西南师范大学化学化工学院 ,重庆 400715) (四川大学轻工与食品学院 ,成都 610065)
摘 要 低压离子色谱分离化学发光方法在线检测 Cu
2 +
,利用草酸作为色谱柱的洗脱液 ,研究了分离条件、发光条件及二者的匹配方式等因素对分离检测的影响。测定 Cu
2 +
的线性范围为 0. 4～6 mgP L ;检测限为 0. 1
mgP L。方法用于自来水及地表水中 Cu
2 +
的分析测定。
关键词 低压离子色谱 ,化学发光 ,铜 ,鲁米诺
2001205208收稿;2001211212接受
本文系教育部春晖计划和重庆市应用基础资助项目
1 引 言
铜是环境化学、水文地质、金属合金等研究中的常测元素 ,同时也是人体所必需的微量元素。基于
铜离子对发光剂鲁米诺在碱性介质中的氧化反应有催化 ,人们建立了铜离子的化学发光检测法1 ～3。
这些方法具有较高的灵敏度 ,但受其它金属离子(如 Co
2 +
、 Mn
2 +
、 Cr
3 +
、 Fe
2 +
等)的干扰大 ,选择性差。离
子色谱是一种良好的离子分离技术4
,但由于其商品化仪器的柱前压常常在 3 ×10
7
～4 ×10
7
Pa 之间 ,从而对色谱柱及流路系统的耐压性能提出很高要求 ,增加了仪器成本。为此 ,国内成功开发了低压快速
离子色谱仪和低压过渡金属离子色谱仪5
,其操作压力只需1. 96 ×10
5
～2. 94 ×10
5
Pa。目前 ,这两种仪
器已与电导、安培和光度3种检测器联用 ,并成功地分离检测了大多数阴阳离子以及多种有机酸6。将
化学发光检测技术与低压离子色谱联用的研究在国内外尚未见报道。本实验中 ,我们利用低压离子色
谱对铜离子的良好分离性能 ,结合化学发光的灵敏检测 ,测定了自来水及地表水中的 Cu
2 +
含量 ,并与原
子吸收光谱法对照 ,获得满意结果。
2 实验部分
2. 1 主要仪器及试剂
BPCL 微弱发光测量仪(中国科学院生物物理研究所研制) ;低压阳离子分离柱 C3 柱(四川大学轻工
与食品学院研制) , Φ5 × 40 mm; WYX2402型原子吸收分光光度计 (沈阳分析仪器厂) ;SA2720型酸度计
(美国ORION公司) 。鲁米诺储备液:由固体(试剂纯)加入 0. 1 molP L NaOH配成 0. 01 molP L 鲁米诺试
液; H2O2 溶液:由30 % H2O2 (重庆东方试剂厂)稀释而成。Cu
2 +
标准溶液由 Cu (NO3 ) 2 配制。本实验所
用试剂除注明外均为分析纯 ,水为二次去离子水。
2. 2 实验方法
改装BPCL 超微弱发光分析仪 ,将盘管式流通池正对检测窗 ,流动注射进样。低压离子色谱柱 C3
柱与BPCL 连用。按图1所示流路连接仪器 ,将一定体积的 Cu
2 +
标准溶液或样品溶液通过进样阀注入
色谱柱 ,草酸作洗脱剂 ,柱后与鲁米诺、过氧化氢溶液混合 ,催化发光。BPCL 超弱发光仪通过计算机自
动采集(每0. 5 s记录一个数据点)处理数据 ,根据得到的发光强度进行定量分析。
3 结果与讨论
3. 1 化学发光反应条件的选择
本实验化学发光检测的原理是:Cu
2 +
对发光剂鲁米诺在碱性介质中的氧化反应具有催化作用 ,该反
应过程会发出特定波长的光 ,发光强度与 Cu
2 +
成正比。实验中 ,在无柱情况下 ,水为载流 ,1 mgP L Cu
2 +
作为标液进样 ,采用单变量变换法 ,分别实验了过氧化氢、鲁米诺溶液浓度及 pH值等因素对发光强度
第30卷
2002年4月 分析化学 (FENXI HUAXUE) 研究简报
Chinese Journal of Analytical Chemistry
第4期
478～481 图1 低压离子色谱分离化学发光在线检测流路图
Fig. 1 Flow diagram for the determination with on 2line
chemiluminescence (CL) detection combined by low 2pressure
ion chromatographic separation
P. 蠕动泵 (peristaltic pump) ; V. 进样阀 (injection valve) ; W.
废液 (waste) ; BPCL. 超弱发光分析仪 (ulter2weak luminescence
analyzer) 。a. 鲁米诺溶液 (luminol solution) ; b. 过氧化氢溶液
(H2O2 solution) ; c. 草酸洗脱液 (oxalic acid elution) ; d. 样品
溶液 (sample) ; e. C3 柱(C3 separation column) 。
的影响。结果表明:当浓度选择 10
- 2
molP L ,鲁米诺
溶液浓度选择 5 ×10
- 4
molP L ,并以 NaOH 调 pH 至
12. 0时 ,可获得最大化学发光强度。
3. 2 低压离子色谱分离条件的选择
3. 2. 1 洗脱液的选择 草酸、柠檬酸、乳酸等有机弱
酸是低压离子色谱分离阳离子最常用的洗脱液。但
这些有机弱酸均程度不同的对Luminol2H2O2 化学发
光体系有抑制作用。选取 1 mgP L Cu
2 +
做标液 ,在无
色谱柱情况下 ,经进样阀直接注入标液 ,用不同浓度
的不同有机弱酸做载流 ,记录相对化学发光峰值(相
对于草酸作载流时的 100 %) ,结果见表 1 中 a 项数
据;草酸作载流时 ,发光强度最大 ,说明草酸对化学
发光反应的抑制效应最小 ......
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