毛細管電泳法測定無機陽離子

1、毛細管電泳法測定無機陽離子摘要：利用不同絡(luò)合劑對離子進行絡(luò)合，可以使金屬實現(xiàn)分離。絡(luò)合后生成的離子用光譜法進行檢測從而間接測定金屬離子。 關(guān)鍵詞：毛細管電泳；戴安；無機陽離子 1 前言 對于飲用水工業(yè)、廢水工業(yè)、制藥工業(yè)以及電鍍工業(yè)而言，水溶性樣品中堿金屬和堿土金屬離子的檢測非常重要。測定這些金屬總濃度的常規(guī)方法都是光譜法（例如：原子吸收法、電感耦合原子發(fā)射光譜法等），而離子色譜法是測定溶液中游離金屬離子的首選方法。最近，毛細管電泳法（CE）被證明對于溶液中游離金屬離子的分析也是一種可行的方法。CE法是一種簡單的高分離度技術(shù)，該技術(shù)是通過不同離子在電場中相對運動的不同來實現(xiàn)分離的。CE法測定陽

2、離子時，可以通過在電解液中加入絡(luò)合試劑來提高金屬離子的分離度。離子的遷移率與它們當量離子的傳導率大致相同，二者決定了離子分離的難易度（如圖1所示）。堿金屬的離子傳導率不大相同，而過渡金屬的離子傳導性基本相同，所以用CE法分離過渡金屬更難一些。添加絡(luò)合劑對金屬進行不同程度的絡(luò)合，可以使金屬實現(xiàn)分離。 該應(yīng)用注解描述了用不同絡(luò)合劑對離子進行絡(luò)合，從而調(diào)整了分離的選擇性。絡(luò)合后生成的離子用光譜法進行檢測從而間接測定金屬離子，檢測時用二甲基二苯基膦作為紫外吸收的參比溶液。 2 實驗設(shè)備 Dionex毛細管電泳系統(tǒng)，帶有UI20普通界面的CESI AI-450色譜工作站或PeakNet色譜工作站。 2.

3、1試劑與消耗品 試劑 碘化二甲基二苯基膦，Aldrich (Milwaukee, Wisconsin, USA)；18-冠-6醚，Sigma 公司(St. Louis, Missouri, USA)；羥基異丁酸. (HIBA).，Aldrich (Milwaukee, Wisconsin, USA)；檸檬酸。 標準 陽離子的標準溶液（ACS級）都是用它們的氯鹽或最穩(wěn)定的鹽配制而成的。 其它耗材 熔融硅毛細管，內(nèi)徑（I.D.）為50-m，外徑（O.D.）為375m。新的毛細管應(yīng)該在使用前用1 M的氫氧化鈉清洗2min，然后再用去離子水洗2min。在準備所有的標準和溶液時都應(yīng)該使用塑料的容量瓶。

4、陰離子樹脂Amberlite. IRN 78，從Dionex公司得到的OnGuard A柱（P/N 42102）。 2.2條件 電解液1： 5 mM （I, II組和NH4） 羥基二甲基二苯基膦；2mM的18-冠-6醚 ；6mM 羥基異丁酸，pH 4.5 ±0.1 電解液2：7 mM （過渡金屬） 羥基二甲基二苯基膦；2mM的18-冠-6醚；8mM -羥基異丁酸 ，pH 4.5 ±0.1 電解液3： 5 mM （II組和NH4） 羥基二甲基二苯基膦；1mM的18-冠-6醚 ；1mM檸檬酸， pH 4.9 ±0.1 毛細管： 50-cm×50-m I.D.

5、 × 375 m O.D. 熔融硅 （45 cm到檢測器） 進樣： Hydrostatic, 100 mm for 30 s 極性： (+), 檢測器為陰極 溫度： 室溫 控制模式： 恒壓，20kV 2.3溶液的準備 儲備液 碘化二甲基二苯基膦 (25 mM)； 18-冠-6醚（40mM）； 檸檬酸（500mM）；a-羥基異丁酸（100mM） 羥基DDP的準備（25mM） 25mM的碘化DDP溶液必須用羥基型樹脂轉(zhuǎn)換成羥基型。Amberlite樹脂IPN 78是很干凈的，而且它是可選的樹脂。用OnGuard A柱也能將碘化DDP溶液轉(zhuǎn)換成羥基型溶液。 電解液1的準備 首先在100mL

6、的塑料容量瓶中加入20mL 25mM的羥基DDP，然后再依次加入5mL的40mM的18-冠-6醚和6mL 100mM的a-羥基異丁酸，最后用18-M的去離子水定容至刻度。該溶液的pH值應(yīng)該為4.5 ±0.1。 電解液2的準備 首先在100mL的塑料容量瓶中加入28mL 25mM的羥基DDP，然后再依次加入5mL的40mM的18-冠-6醚和8mL 100mM的a-羥基異丁酸，最后用18-M的去離子水定容至刻度。該溶液的pH值應(yīng)該為4.5 ±0.1。 電解液3的準備 首先在100mL的塑料容量瓶中加入20mL 25mM的羥基DDP，然后再依次加入5mL的40mM18-冠-6醚和

7、0.2 mL 500mM檸檬酸，最后用18-M的去離子水定容至刻度。該溶液的pH值應(yīng)該在10.8和11之間。用磷酸降低pH值至4.9 ±0.1。 標準儲備液 陽離子標準（包括過渡金屬）溶液應(yīng)該都是由其可溶性鹽配制而成的。 校正標準 校正標準溶液可以通過直接稀釋含有1000mg/L每種陽離子標準儲備液來得到，或者采取逐級稀釋法。陽離子可以用來準備一套標準溶液。 中國色譜網(wǎng)樣品準備 樣品用去離子水稀釋，使其中待測陽離子的濃度約為10mg/L或更低。樣品過載可能會導致峰形不對稱。 3 結(jié)果與討論 CE法測定堿金屬和堿土金屬用以DDP為主的載體作為電解液，紫外檢測器間接檢測。 相同價態(tài)的金屬

8、離子的傳導率和它們的遷移率有直接關(guān)系。對于陽離子來說相同價態(tài)的離子的傳導率越接近，它們的分離就越具有挑戰(zhàn)性。為了分離具有相似遷移率的陽離子，就必須引入額外的分離機制。這里的額外分離機制是基于弱螯合作用的機制，也就是通過每種陽離子與螯合試劑螯合作用的程度的不同來調(diào)節(jié)它們的遷移率： 反應(yīng)常數(shù)越大，絡(luò)合能力越強那么以絡(luò)合物形式存在的時間百分比也就越高。金屬以絡(luò)合物形式存在的時間越長，也就是它以中性形式存在的時間越長，那么它的遷移率就會降低。 在通常的電泳條件下，銨和鉀離子有著相同的電泳遷移率，因此它們共遷移。本文在電解液中使用了18-冠-6醚絡(luò)合劑，它和鉀離子進行絡(luò)合，而不與NH4+發(fā)生絡(luò)合。因此K

9、+的遷移時間變長，而NH4+的遷移時間不變，從而實現(xiàn)分離。 第一個電解液系統(tǒng)被優(yōu)化用來分離堿金屬、銨以及堿土金屬。在所描述的條件下，所有的金屬都能實現(xiàn)基線分離。此外，還可以將銅、鉛、鈷和堿金屬以及堿土金屬進行分離，但是和其它過渡金屬共遷移。在電解液1所描述的條件下，鎳和鋇、鋅和鋰都產(chǎn)生共遷移。通過增加螯合試劑HIBA的濃度，像電解液2所給出的條件一樣，就有可能選擇性的改變分離并且提高某對離子的分離度。如果增加HIBA的濃度，那么過渡金屬的遷移時間受到的影響要大于堿金屬和堿土金屬所受到的影響。因此，過渡金屬的遷移時間就會增加，就有可能將鎳和鋅同其它陽離子分離開。電解液3已經(jīng)在只有堿金屬和銨為待測離子時實現(xiàn)了條件的優(yōu)化。此時，電泳圖譜中也會出現(xiàn)堿土金屬的