用于检测生物柴油样品中常规阴离子和有机酸的在线前处理离子色谱柱切换系统及其检 ...的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于检测生物柴油样品中常规阴离子和有机酸的在线前处理离子色谱柱切换系统及其检测方法，包括四元梯度泵、阴离子捕获柱、前处理柱、六通阀、十通阀、进样器、定量环、淋洗液发生器、输液泵、富集柱、保护柱、分析柱、抑制器、电导检测器、废液瓶。十通阀作为六通阀使用，十通阀上接上前处理柱、阴离子捕获柱、进样器、定量环、废液瓶。本发明建立的离子色谱阀切换系统中所用到的阴离子捕获柱，可以用高浓度的淋洗液再生，能除掉由四元梯度泵泵出来的痕量阴离子，保证检测结果的准确性，应用范围广。
【专利说明】用于检测生物柴油样品中常规阴离子和有机酸的在线前处理离子色谱柱切换系统及其检测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种在线前处理的离子色谱阀切换系统，具体地说，是一种离子色谱在线检测生物柴油中常规阴离子和有机酸的方法，可实现对生物柴油中7种常规阴离子和2种有机酸的在线检测。
技术背景
[0002]生物柴油，指以油料作物如大豆、油菜、棉、棕榈等，野生油料植物和工程微藻等水生植物油脂以及动物油脂、餐饮垃圾油等为原料油通过酯交换工艺制成的可代替石化柴油的再生性柴油燃料。生物柴油作为优质的柴油代用品，属环境友好型绿色燃料。当前我国的国标中，生物柴油的理化质量指标包含生物柴油密度、酸值、硫含量、水分等。现有的检测方法是针对各个指标而定的总体检测方法，需要各个测定。操作比较繁琐。而且，由于生物柴油原料和生产工艺的多变性，以及本省成分较复杂，来源不同的生物柴油其理化特性存在较大的差异。本实验建立了离子色谱法分别测定生物柴油中常规阴离子和有机酸的方法，可用来判断生物柴油的质量，也可作为生物柴油的一项理化质量指标。
[0003]离子色谱是目前分析离子性物质最为有效的方法，其在阴离子检测方面取得了很大成就，最大的贡献就是对常规7种阴离子(F_、Cl_、N02_、Br_、N03_、P043_、S042_)和部分有机酸的检测(CHO2-XH3CO2-)的检测。但是，当样品中含有大量水溶性有机基质时，直接进样会损坏离子色谱柱，减少其使用寿命。基于此，离子色谱的应用便受到了一定的限制。本发明增加在线前处理系统和富集柱建立了一套离子色谱阀切换系统，除去生物柴油样品中存在的水溶性有机基质，实现了对样品的在线前处理，同时富集柱富集7种常规阴离子和有机酸，达到检测目的。
【发明内容】
[0004]本发明建立了一种可在线前处理生物柴油样品的离子色谱阀切换系统，保护了离子色谱柱，避免了繁琐费时的样品前处理步骤，减少了人力消耗。阀切换过程中，一方面对前处理柱NGl的再生，和前处理系统的平衡；一方面离子色谱测定常规阴离子和有机酸，达到高效时间利用。本发明是通过以下技术方案来实现的:
[0005]本发明公开了一种用于检测复杂样品中常规阴离子和有机酸的离子色谱柱切换系统，包括四元梯度泵、阴离子捕获柱、前处理柱、六通阀、十通阀、进样器、定量环、淋洗液发生器、输液泵、富集柱、保护柱、分析柱、抑制器、电导检测器、废液瓶。十通阀作为六通阀使用，十通阀上接上前处理柱、阴离子捕获柱、进样器、定量环、废液瓶。六通阀连接淋洗液发生器、富集柱、前处理柱、废液瓶、保护柱，保护柱后依次连接分析柱、抑制器、电导检测器、淋洗液发生器和废液瓶。
[0006]作为进一步地改进，本发明所述前处理柱，利用填料表面的功能基团保留住水溶性有机物，对常规阴离子离子和有机酸无保留，达到除去生物柴油中水溶性有机物的效果。
[0007]作为进一步地改进，本发明所述富集柱为保护柱，利用表面季铵基团富集待检测的阴离子，达到富集的效果。
[0008]本发明还提供了一种可在线前处理生物柴油样品的离子色谱阀切换的方法，包括基线的采集、样品在线前处理、目标阴离子和有机酸的富集、富集后离子的色谱分离分析同时前处理柱的再生四个步骤，具体步骤如下:
[0009](I)、基线的绘制:淋洗液连续不断的输送至上述离子色谱柱切换系统，使系统达到平衡状态，电导信号由电导检测器检测并被电脑记录下来绘制出相应的图线；
[0010](2)、样品的前处理:样品由四元梯度泵泵出的水带入到NGl前处理柱除去生物柴油样品中的水溶性有机基质，常规阴离子和有机酸则不被NGl柱保留，到富集柱中。
[0011](3)、目标阴离子和有机酸的富集:不被前处理柱NGl保留的常规阴离子和有机酸贝U，由四元梯度泵泵出的水带入到富集柱中。
[0012](4)、富集后离子的色谱分离分析同时前处理柱的再生:输液泵输送淋洗液至富集柱，将待测离子依次输送至保护柱、分离柱、抑制器、电导检测器；同时四元梯度泵泵出的乙腈冲洗NGl前处理柱，对前处理柱再生，再用水平衡系统，为下一次进样做准备。
[0013]本发明的有益效果如下:
[0014]1、本发明建立的离子色谱阀切换系统中所用到的阴离子捕获柱，可以用高浓度的淋洗液再生，能除掉由四元梯度泵泵出来的痕量阴离子，保证检测结果的准确性；
[0015]2、应用范围广。本发明除了适用于生物柴油样品中常规阴离子和有机酸的在线检测，同样还可用于其它含有有机基质样品的在线前处理后检测；
[0016]3、本发明中所述的前处理柱可以利用填料表面的功能基团保留住水溶性有机物，对常规阴离子离子和有机酸无保留，达到除去生物柴油中水溶性有机物的效果。
[0017]4、本发明所述的富集柱利用表面季铵基团富集待检测的阴离子，达到富集的效果O
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为本发明建立的样品在线前处理阀切换系统；
[0019]图中，1-输液泵，2-富集柱，3-保护柱，4-分析柱，5-抑制器，6_电导检测器，7_废液瓶，8-四元梯度泵，9-阴离子捕获柱，10-NG1前处理柱，11-进样器，12-定量环，13-十通阀，14-六通阀；
[0020]图2 为七种阴离子(Smg/LF-, 5mg/LCr, 5mg/LN02-, 5mg/LBr-, 5mg/LN03, 1mg/LS042_，10mg/LP043)和两种有机酸(20mg/LCH02_、10mg/LCH3C02_)的混合标准溶液的色谱图；
[0021]图3为生物柴油样品的色谱图。
【具体实施方式】
[0022]下面通过具体实施例，结合说明书附图对本发明的技术方案作进一步详细说明:
[0023]生物柴油样品的检测
[0024]图1为本发明建立的在线样品前处理离子色谱阀切换系统的原理图，该系统包括输液泵1，富集柱2，保护柱3，分析柱4，抑制器5，电导检测器6，废液瓶7，四元梯度泵8，阴离子捕获柱9，前处理柱10，进样器11，定量环12，十通阀13，六通阀14。其中十通阀13上接上NGl前处理柱10、阴离子捕获柱9、进样器11、定量环12、废液瓶7。六通阀14连接输液泵1、富集柱2、前处理柱10、废液瓶7、保护柱3，所述的保护柱后依次连接分析柱4、抑制器5、电导检测器6、淋洗液发生器I和废液瓶7。将生物柴油样品进样到十通阀13，四元梯度泵8将样品带入前处理柱10除掉水溶性有机基质，并将常规阴离子和有机酸收集到富集柱。切换十通阀13，四元梯度泵8泵出的乙腈冲洗NGl前处理柱10，对前处理柱10再生。切换六通阀14，淋洗液发生器I将样品输送到保护柱3、分析柱4、抑制器5、电导检测器6，最后排入到废液瓶7。
[0025]具体步骤如下:
[0026]?标准溶液的配置:实验室原有 1000mg/L(F-、Cr、N02-、fc-、N03-、P043-、S042-、CH02-、CH3CO2-)的标准储备液，在4°C下保存，用时将标准储备液稀释至所需浓度。
[0027].淋洗液条件:采用KOH淋洗液发生器梯度淋洗，0-9minK0H浓度为2mmol/L，9-18minK0H 浓度为 14mmol/L，18_23minK0H 浓度为 30mmol/L，23_27minK0H 浓度为 2mmol/L0
[0028]?样品的前处理:将含9种阴离子的标准溶液进样到定量环12，切换十通阀13，输液泵四元梯度泵8输送水将定量环12中的样品带入到NGl前处理柱10中，除去生物柴油样品中水溶性基质，防止干扰样品测定以及污染色谱柱。
[0029].目标阴离子的富集:切换六通阀14，不被NGl前处理柱10保留的常规阴离子和有机酸，随着四元梯度泵8泵出的水带入到富集柱中富集。
[0030].富集后离子的色谱分析同时前处理柱子的再生:输液泵I输送淋洗液至富集柱2，将富集柱2中待测离子依次输送至保护柱3、分析柱4、抑制器5、电导检测器6 ;同时四元梯度泵8泵出的乙腈冲洗NGl前处理柱10，对前处理柱10再生，再用四元梯度泵8泵出的水平衡系统，为下一次进样做准备。图2为七种阴离子(5mg/LF-，5mg/LCl-，5mg/LN02-，5mg/LBr-,5mg/LN03,10mg/LS042_，10mg/LP043)和两种有机酸(20mg/LCH02_、10mg/LCH3C02_)的混合标准溶液的色谱图；表明该方法能够同时检测9种阴离子。
[0031]将生物柴油样品进样到定量环12中，重复以上步骤。图3为生物柴油样品的色谱图，表明该方法能对生物柴油中的氟、乙酸、甲酸、氯、溴，硫酸根6种离子同时进行测定。
[0032]最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的具体实施例子。显然，本发明不限于以上实施例子，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种用于复杂样品在线机体消除后常规阴离子和有机酸的检测的离子色谱柱切换系统，其特征在于，所述的系统包括输液泵(I)、富集柱(2)、保护柱(3)、分析柱(4)、抑制器(5)、电导检测器(6)、废液瓶(7)、四元梯度泵(8)、阴离子捕获柱(9)、前处理柱(10)、十通阀(13)和六通阀(14)，所述的十通阀(13)作为六通阀使用，所述的十通阀(13)上接上阴离子捕获柱(9)、前处理柱(10)、注射器(11)、定量环(12)、废液瓶(7)，六通阀(14)连接富集柱(2)、前处理柱(10)、输液泵(I)、废液瓶(7)、保护柱(3)，所述的保护柱(3)后依次连接分析柱(4)、抑制器(5)、电导检测器(6)和废液瓶(7)。
2.根据权利要求1所述的用于生物柴油样品在线前处理后检测其中常规阴离子和有机酸的离子色谱柱切换系统，其特征在于，所述前处理柱(10)用于除去弱极性的水溶性有机物。
3.根据权利要求1所述的用于生物柴油样品在线前处理常规阴离子和有机酸检测的离子色谱柱切换系统，其特征在于，所述的富集柱(2)柱内填装有聚合物颗粒，利用表面季铵基团富集待检测的阴离子用以富集。
4.根据权利要求1或2或3所述的用于生物柴油样品在线前处理后检测其中常规阴离子和有机酸的离子色谱柱切换系统的检测方法，其特征在于，所述的方法包括基线的采集、样品前处理、目标阴离子和有机酸的富集、富集后离子的色谱分析同时前处理柱子的再生四个步骤，具体步骤如下: 1)、基线的绘制:输液泵(I)将淋洗液连续不断的输送至上述离子色谱柱切换系统，使系统达到平衡状态，电导信号由电导检测器(6)检测并被电脑记录下来绘制出相应的图线.2)、样品的前处理:样品由四元梯度泵(8)泵出的水进入到NGl前处理柱(10)除去样品中的水溶性有机基质，常规阴离子和有机酸则不被NGl柱保留，流入到富集柱(2)中； 3)、目标阴离子和有机酸的富集:不被NGl前处理柱(10)保留的常规阴离子和有机酸，随着四元梯度泵(8)泵出的水带入到富集柱(2)中富集； 4)、富集后离子进入色谱柱进行分析同时前处理柱再生:输液泵(I)输送淋洗液至富集柱(2)，将待测离子依次输送至保护柱(3)、分析柱(4)、抑制器(5)、电导检测器￠);同时四元梯度泵泵出的乙腈冲洗NGl前处理柱(10)，对前处理柱(10)再生，再用四元梯度泵(8)泵出的水平衡系统，为下一次进样做准备。
【文档编号】G01N30/14GK104237426SQ201410428751
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年8月28日 优先权日:2014年8月28日
【发明者】赵训燕, 朱岩 申请人:浙江大学