一种高浓度碱液中阴离子含量的分析方法与流程

本发明属于水质分析技术领域，涉及高浓度碱液中阴离子含量的离子色谱测定技术。

背景技术：

常规技术方案中，高浓度碱性溶液中阴离子含量的分析采用人工滴定方法，先将碱性溶液中和至中性，再进一步滴定分析，具有操作步骤复杂、分析速度慢、重现性差等不足。

离子色谱仪广泛应用于阴离子含量的分析，然而受制于保护柱、分析柱的材料性能无法直接应用于高浓度碱性溶液中阴离子的分析。为解决高浓度碱液中阴离子含量的人工滴定的复杂操作步骤、分析速度慢、重现性差和离子色谱法无法直接分析高浓度碱液的问题，因此，亟需研究发明一种利用离子色谱仪在线降低高浓度碱性溶液的pH，实现连线、自动分析高浓度碱液中阴离子的分析方法。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种高浓度碱液中阴离子含量的分析方法，在线降低高浓度碱液的pH，满足离子色谱仪对进样pH要求，实现在线、自动分析。

为了实现这一目的，本发明采取的技术方案是

一种高浓度碱液中阴离子含量的分析方法，包括以下步骤：

步骤一、确定流程系统

流程系统包括淋洗液瓶，柱塞泵，捕获柱，淋洗液发生器，自再生捕获柱，脱气盒，六通阀，阴离子抑制器一，进样器，保护柱，分析柱，阴离子抑制器二，电导检测器；

柱塞泵用于为淋洗液的注入提供动力，通过塑料软管与淋洗液瓶和捕获柱相连接，捕获柱用于去除洗淋洗液中杂质；

淋洗液发生器通过塑料软管与自再生捕获柱相连接，根据需分析的阴、阳离子的不同选择不同的淋洗液发生器；

自再生捕获柱用于去除淋洗液发生器产生的淋洗液的杂质，通过塑料软管与淋洗液发生器和脱气盒相连接；

脱气盒用于去除淋洗液发生器产生的气体，通过塑料软件将六通阀与自再生捕获柱相连接；

六通阀共计六个接口，一、四号位通过定量环与待测样品连接，根据待测样品选择不同体积的定量环；二号位通过塑料软管与脱气盒出口相连接；三号位通过塑料软件与保护柱相连接；五号位连接待测样品；六号位用于排废；通过六通阀实现待测样品的进样和分析的切换；

保护柱通过塑料软管将六通阀与分析柱相连接，根据待分析阴、阳离子选择不同的保护柱类型；

分析柱通过塑料软管将保护柱和阴离子抑制器二相连接；

阴离子抑制器二通过塑料软管将分析柱和电导检测器相连接；

电导检测器通过塑料软管与阴离子抑制器二相连接，出口直接排废液；

淋洗液瓶中的去离子水在柱塞泵的作用下依次流过捕获柱、淋洗液发生器，自再生捕获柱，脱气盒，六通阀，保护柱，分析柱，阴离子抑制器二，电导检测器；

待测样品放置在进样器，在进样器的推动下，待测样品流到阴离子型抑制器的进样通道，再流至六通阀的定量环上，实现样品的定量进样；

去离子水流经阴离子型抑制器的再生液通道，去离子水在阴离子型抑制器的作用下电解产生氢离子和氢氧根离子，在阴离子型抑制器的离子选择透过性膜的作用下，氢离子与进样通道中待测样品中的氢氧根离子相结合成水，降低待测样品的pH；

待测样品中的阳离子通过再生液通道排到废液中，阴离子流到六通阀上的定量环，实现自再生方式连续降低待测样品的pH，满足离子色谱法对待测样品pH要求；

步骤二、确定其他设备

本方法所使用的设备还包括电脑、离子色谱仪、高纯氮气、色谱工作站；

电脑用于色谱工作站的安装，并通过色谱工作站控制离子色谱仪的工作；

高纯氮气用于覆盖淋洗液和再生液，并通过淋洗液调节阀和再生液调节阀调节淋洗液和再生液的压力，为淋洗液发生器和抑制器提供外接水；

步骤三、依次打开电源、离子色谱仪、离子色谱柱中的淋洗液调节阀和再生液调节阀，设定淋洗液调节阀压力、再生液调节阀压力；

步骤四、打开色谱工作站，设定步骤一中流程系统的各装置工艺参数；

步骤五、通过色谱工作站采集电导检测器的信号基线，待基线平稳后停止采集；

步骤六、将待测样品稀释到1～3wt.％，放在进样器中；

步骤七、在色谱工作站设定待测样品的名称、类型、位置、循环次数、进样体积、稀释倍数、分析方法，启动分析；

步骤八、分析结束后，工作站自动保存、给出分析结果。

进一步的，如上所述的一种高浓度碱液中阴离子含量的分析方法，进样器采用自动进样器，实现待测样品的连续自动进样。

进一步的，如上所述的一种高浓度碱液中阴离子含量的分析方法，进样器采用可调节流速进样器，进样流速控制在0.1-1.0mL/min。

进一步的，如上所述的一种高浓度碱液中阴离子含量的分析方法，进样器采用进样泵，人工切换待测样品。

进一步的，如上所述的一种高浓度碱液中阴离子含量的分析方法，六通阀上的定量环根据待样品浓度进行更换。

进一步的，如上所述的一种高浓度碱液中阴离子含量的分析方法，离子色谱仪中，离子色谱柱条件是，淋洗液：氢氧化钾，梯度淋洗；分析流速：1.5mL/min；分析通道抑制器电流：112mA；柱温：30℃；电导池温度：35℃；进样体积：25-100μL；进样流速：0.1-1.0mL/min；进样通道抑制器电流：250mA；淋液液压力：5-10Psi；再生液压力：10-15Psi。

进一步的，如上所述的一种高浓度碱液中阴离子含量的分析方法，离子色谱仪中，分析方法采用梯度淋洗，分析时间共21分钟，前5分钟，淋洗液浓度为1mM；第5分钟到第10分钟，淋洗液浓度由1mM提高到10mM；第10分钟到第17分钟，淋洗液浓度由10mM提高到30mM；第17分钟到第20分钟，淋洗液浓度为30mM；第20分钟，淋洗液浓度由30mM降低到1mM；第20分钟到第21分钟，淋洗液浓度为1mM。

本发明技术方案的有益效果在于，在进样通道中增加阴离子抑制器在线降低待测样品的pH，满足离子色谱直接进样要求，结合自动进样器实现自动进样，具有自动化程度高、分析重现性好等优点，有效解决人工滴定和常规离子色谱法分析的不足，实现在线、自动分析高浓度碱性溶液中的阴离子含量。

附图说明

图1是一种高浓度碱液中阴离子含量的分析方法流程示意图。

图2是氯离子标准工作曲线。

图中，1.淋洗液瓶，2.柱塞泵，3.捕获柱，4.淋洗液发生器，5.自再生捕获柱，6.脱气盒，7.六通阀，8.阴离子抑制器，9.进样泵，10.保护柱，11.分析柱，12.阴离子抑制器，13.电导检测器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案详细说明。

本发明一种高浓度碱液中阴离子含量的分析方法，包括以下步骤：

步骤一、确定流程系统

如图1所示，流程系统包括淋洗液瓶1，柱塞泵2，捕获柱3，淋洗液发生器4，自再生捕获柱5，脱气盒6，六通阀7，阴离子抑制器一8，进样器9，保护柱10，分析柱11，阴离子抑制器二12，电导检测器13；

柱塞泵2用于为淋洗液的注入提供动力，通过塑料软管与淋洗液瓶1和捕获柱3相连接，捕获柱3用于去除洗淋洗液中杂质；

淋洗液发生器4通过塑料软管与自再生捕获柱5相连接，根据需分析的阴、阳离子的不同选择不同的淋洗液发生器4；

自再生捕获柱5用于去除淋洗液发生器4产生的淋洗液的杂质，通过塑料软管与淋洗液发生器4和脱气盒6相连接；

脱气盒6用于去除淋洗液发生器4产生的气体，通过塑料软件将六通阀7与自再生捕获柱5相连接；

六通阀7共计六个接口，一、四号位通过定量环与待测样品连接，根据待测样品选择不同体积的定量环；二号位通过塑料软管与脱气盒6出口相连接；三号位通过塑料软件与保护柱10相连接；五号位连接待测样品；六号位用于排废；通过六通阀7实现待测样品的进样和分析的切换；

保护柱10通过塑料软管将六通阀7与分析柱11相连接，根据待分析阴、阳离子选择不同的保护柱类型；

分析柱11通过塑料软管将保护柱10和阴离子抑制器二12相连接；

阴离子抑制器二12通过塑料软管将分析柱11和电导检测器13相连接；

电导检测器13通过塑料软管与阴离子抑制器二12相连接，出口直接排废液；

淋洗液瓶1中的去离子水在柱塞泵2的作用下依次流过捕获柱3、淋洗液发生器4，自再生捕获柱5，脱气盒6，六通阀7，保护柱10，分析柱11，阴离子抑制器二12，电导检测器13；

待测样品放置在进样器9，在进样器9的推动下，待测样品流到阴离子型抑制器8的进样通道，再流至六通阀7的定量环上，实现样品的定量进样；

去离子水流经阴离子型抑制器8的再生液通道，去离子水在阴离子型抑制器8的作用下电解产生氢离子和氢氧根离子，在阴离子型抑制器8的离子选择透过性膜的作用下，氢离子与进样通道中待测样品中的氢氧根离子相结合成水，降低待测样品的pH；

待测样品中的阳离子通过再生液通道排到废液中，阴离子流到六通阀7上的定量环，实现自再生方式连续降低待测样品的pH，满足离子色谱法对待测样品pH要求；六通阀7上的定量环根据待样品浓度进行更换。

进样器9采用自动进样器，实现待测样品的连续自动进样。具体的，采用可调节流速进样器，进样流速控制在0.1-1.0mL/min。

进样器9还可以采用进样泵，人工切换待测样品。

步骤二、确定其他设备

本方法所使用的设备还包括电脑、离子色谱仪、高纯氮气、色谱工作站；

电脑用于色谱工作站的安装，并通过色谱工作站控制离子色谱仪的工作；

高纯氮气用于覆盖淋洗液和再生液，并通过淋洗液调节阀和再生液调节阀调节淋洗液和再生液的压力，为淋洗液发生器和抑制器提供外接水；

离子色谱仪中，离子色谱柱条件是，淋洗液：氢氧化钾，梯度淋洗；分析流速：1.5mL/min；分析通道抑制器电流：112mA；柱温：30℃；电导池温度：35℃；进样体积：25-100μL；进样流速：0.1-1.0mL/min；进样通道抑制器电流：250mA；淋液液压力：5-10Psi；再生液压力：10-15Psi。

离子色谱仪中，分析方法采用梯度淋洗，分析时间共21分钟，前5分钟，淋洗液浓度为1mM；第5分钟到第10分钟，淋洗液浓度由1mM提高到10mM；第10分钟到第17分钟，淋洗液浓度由10mM提高到30mM；第17分钟到第20分钟，淋洗液浓度为30mM；第20分钟，淋洗液浓度由30mM降低到1mM；第20分钟到第21分钟，淋洗液浓度为1mM。

步骤三、依次打开电源、离子色谱仪、离子色谱柱中的淋洗液调节阀和再生液调节阀，设定淋洗液调节阀压力、再生液调节阀压力；

步骤四、打开色谱工作站，设定步骤一中流程系统的各装置工艺参数；

步骤五、通过色谱工作站采集电导检测器13的信号基线，待基线平稳后停止采集；

步骤六、将待测样品稀释到1～3wt.％，放在进样器9中；

步骤七、在色谱工作站设定待测样品的名称、类型、位置、循环次数、进样体积、稀释倍数、分析方法，启动分析；

步骤八、分析结束后，工作站自动保存、给出分析结果。

具体过程中，如图2所示，配制浓度为1.0、3.0、5.0、8.0、10.0mg/L的氯离子标准系列溶液，以氯离子为X轴，峰面积为Y轴，建立两者之间的关系曲线并线性拟合，其中方程为y＝0.17599X-0.0083，曲线R²＝0.9998，线性关系良好。