专利名称：离子色谱检测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及离子色谱检测技术领域，特别是一种离子色谱检测装置。
背景技术：
离子色谱是液相色谱的一个分支，主要用于离子态化合物的分离分析。其中离子色谱是目前分析无机阴离子的首选技术。在无机金属阳离子分析中，由于该技术能够实现多个离子同时分析，因此相对于传统的原子吸收或等离子体距光谱具有一定的优势。在目前众多检测模式中，电导检测器在离子色谱系统中应用最为普遍，这主要得益于抑制器技术的引入，实现了对高背景电导淋洗液的抑制及对测定组分灵敏度的提高。需要指出的是， 相对于其他高灵敏度检测模式，电导检测器的灵敏度仍然不足，无法满足对于痕量检测分析的要求。电导检测器检测信号正比于溶液中所有离子的电导率与其浓度乘积的总和。由于不同离子的电导率差异很大，比如阳离子中H+和Na+的极限摩尔电导率分别是350和50 S m2/mol,而阴离子中0H_和Cl_的极限摩尔电导率分别是199和76 S*m2/mol,可以看出在阳离子中H+的极限摩尔电导率最大，而阴离子中OHl及限摩尔电导率为最大。因此对于同样浓度的HCl和NaCl溶液而言,二者在电导检测器上的响应信号相差约3. 4倍；同样， 同样浓度的NaOH和NaCl溶液在电导检测器上的响应信号相差约I. 9倍。基于该对比,可以推断出若在检测阴离子时样品区带混合有氢离子或分析阳离子时样品区带混合有氢氧根离子可显著提高检测灵敏度。参见附图1，按照常规连接顺序，离子色谱的主要部件依次为高压泵I、淋洗液发生器2、进样器3、色谱柱4、抑制器5和电导检测器6，以及色谱工作站7抑制器5是现代离子色谱主要核心部件之一。其基本原理已经被熟知，其主要功能可概括显著提高信噪比。电致淋洗液发生器是目前新型离子色谱系统重要的选配部件，其功能是利用电渗析原理电解由上游高压泵驱动的纯水在线产生离子色谱所需要的淋洗液，然后进入进样阀。现有配置电致淋洗液发生器的离子色谱仪，其位置均是位于高压泵和进样阀之间。其中淋洗液发生器均为单膜型结构，工作时所施加的电源均是恒电流源。因此，现有技术中的离子色谱检测装置的输出信号不强，检测灵敏度低。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种离子色谱检测装置，以期实现提升离子色谱检测的灵敏度。本发明采取的技术方案是
一种离子色谱检测装置，包括依次连接的淋洗液输入端、进样器、色谱柱、抑制器和电导检测器，其特征是，在所述抑制器和所述电导检测器之间串联双膜淋洗液发生器，所述双膜淋洗液发生器包括一个阴离子膜和一个阳离子膜，在所述阴离子膜和所述阳离子膜两侧施加直流电源，所述直流电源为恒电压源。
进一步，所述阴离子膜和阳离子膜为离子交换平板膜或离子交换微球或离子交换整体式磁盘。
进一步，所述抑制器为填充柱抑制器或平板膜化学抑制器或平板膜电致抑制器。进一步，所述电导检测器为接触型电导检测器或非接触型电导检测器。 进一步，所述淋洗液输入端通过一个高压泵输入淋洗液。进一步，所述淋洗液输入端包括高压泵、淋洗液发生器，所述高压泵输送纯水至所述淋洗液发生器，所述淋洗液发生器输入淋洗液。进一步，所述淋洗液发生器为单膜型结构或双膜型结构。进一步，所述淋洗液为氢氧化钠或甲基磺酸。本发明的有益效果是
利用离子色谱检测装置原有部件重新组合后实现的，可在线提高检测灵敏度并有利于实现自动化。
附图I是现有技术中离子色谱检测装置的示意 附图2是本发明离子色谱检测装置的示意 附图3是双模淋洗液发生器的内部结构示意图。附图中的标号分别为
I.高压泵；2.淋洗液发生器；
3.进样器；4.色谱柱；
5.抑制器；6.电导检测器；
7.色谱工作站；8.双膜淋洗液发生器；
9.阳离子膜；10.阴离子膜；
II.淋洗液通道；12.恒压直流电源；
13.再生液通道；14.再生液通道。
具体实施例方式下面结合附图对本发明离子色谱检测装置的具体实施方式
作详细说明。参见附图2、3，在抑制器5和电导检测器6之间串联双膜淋洗液发生器8，且使用直流恒压源作为双膜型淋洗液发生器的电源。抑制器5可选为填充柱抑制器或平板膜化学抑制器或平板膜电致抑制器。电导检测器6可选为接触型电导检测器或非接触型电导检测器。双膜型淋洗液发生器8可选用如美国专利文献US7632404B2中的公开的双膜淋洗液发生器，其基本原理是利用从抑制器5流出的样品在进入双膜淋洗液发生器8后，双膜淋洗液发生器在恒定电压源作用下由于系统电阻降低导致系统电流的增加，而在线电致产生与该电流变化相对应的酸或碱淋洗液，并与原始样品区带混合后进入电导检测器实现电导检测响应信号的显著提高。现有技术中的高压泵、淋洗液发生器可用在本发明的淋洗液输入端，淋洗液发生器可选单膜或双膜，都不影响本发明的效果，亦可在淋洗液输入端直接压入NaOH,都能现实本发明的目的。参见附图3，双膜淋洗液发生器8包括阳离子膜9和阴离子膜10，阳离子膜9和阴离子膜10可选为离子交换平板膜或离子交换微球或离子交换整体式磁盘。阳离子膜9和阴离子膜10之间形成淋洗液通道11，在阳离子膜9和阴离子膜10两侧能过恒压直流电源 12施加一恒压直流电压。双膜淋洗液发生器8两侧再生液均为一定浓度的HNO3或KOH水溶液，取决于所使用的离子交换材料，其浓度通常为30-2000 mM，对其施加的恒定直流电压通常为2-30 V，其中阳离子膜9的再生液通道13为阳极区，而阴离子膜10的再生液通道 14为阴极区，中间通道为淋洗液通道11。在离子色谱分析阴、阳离 子时，常用的淋洗液分别为氢氧化钠(NaOH)和甲基磺酸 (CH3SO3H)0这两种淋洗液经过抑制器后的抑制产物均为纯水。由于纯水仅有极其微弱的电离，因此纯水导电能力很弱，也就是说纯水电阻很大。本发明将双膜淋洗液发生器8串联在抑制器5和电导检测器6之间，以分析阴离子使用NaOH淋洗液为例来说明其操作原理将一恒定电压施加到双膜淋洗液发生器8上。双膜淋洗液发生器8的两侧再生液通道13、14 均为HNO3水溶液。当NaOH淋洗液经抑制器抑制后变成纯水经双膜淋洗液发生器进入电导检测器6。由于纯水电阻很高，施加到双膜淋洗液发生器8上的恒电压仅能产生很小的系统电流。由于电致淋洗液发生器8产生的淋洗液浓度正比于系统电流，因此仅有微量的HNO3 进入到电导检测器6。此时，电导检测器是背景电导可表示为(注释GS■表示由淋洗液发生器8在背景电流下产生的微量HNO3的背景电导值)；当进样后，样品区带(此处假设为NaCl)经抑制器5抑制后变为HCl。HCl的导电能力远大于纯水(也就是说其电阻远小于纯水)，因此当HCl区带从抑制器5进入双膜淋洗液发生器8后，由于HCl区带相对于纯水很强的导电能力，在恒定电压下就会在双膜淋洗液发生器8上产生一个很大的电流脉冲，因此双膜淋洗液发生器8就会在淋洗液通道中瞬间产生出与该电流强度相对应的HNO3 淋洗液，并与HCl区带混合后一起进入电导检测器。此时，电导检测器输出的电导值可表示为Gt=GHa+GHHN(B (注释Ghmb表示由淋洗液发生器在脉冲电流下产生的HNO3背景电导值)。 进样前后电导检测器6输出信号变化为AG= Ghc1+ (Ghhn03-Gshn03) o进样前后背景电流较大差距导致了电导检测器输出信号的较大增加，也就是说由于HNO3的产生可显著提升检测灵敏度，本方案非常适合抑制型离子色谱系统。下面通过两个实施例来进一步说明本发明的检测过程。一、分析阴离子
双膜淋洗液发生器8的两侧再生液均为一定浓度的HNO3水溶液。以NaOH淋洗液、样品 NaCl为例说明=NaOH淋洗液经抑制器5抑制后生成纯水经双膜淋洗液发生器8的淋洗液通道11进入电导检测器6。由于纯水电阻很高，施加到双膜淋洗液发生器8上的恒电压仅产生很小的系统电流，因此仅有极微量的HN03被电致产生进入到电导检测器6;当进样后，样品区带(以NaCl为例)经抑制器后变为HC1。HCl电阻远小于纯水，因此当HCl区带进入双膜淋洗液发生器8后在恒定电压下就会产生一个很大的电流脉冲，就会在淋洗液通道中瞬间产生出与该电流脉冲相对应的HNO3淋洗液，并与HCl区带混合后一起进入电导检测器6， 从而可显著提升电导检测的灵敏度。二、分析阳离子
双膜淋洗液发生器8两侧再生液均为一定浓度的KOH水溶液。以CH3SO3H淋洗液、样品 NaCl为例说明=CH3SO3HW洗液经抑制器6抑制后生成纯水经双膜淋洗液发生器8的淋洗液通道11进入电导检测器6。由于纯水电阻很高，施加到双膜淋洗液发生器8上的恒电压仅产生很小的系统电流，因此仅有极微量的KOH被电致产生进入到电导检测器6 ;当进样后，样品区带(以NaCl为例)经抑制器后变为NaOH。NaOH电阻远小于纯水，因此当NaOH区带进入双膜淋洗液发生器8后在恒定电压下就会产生一个很大的电流脉冲，就会在淋洗液通道中瞬间产生出与该电流脉冲相对应的KOH淋洗液，并与NaOH区带混合后一起进入电导检测器6，从而可显著提升电导检测的灵敏度。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种离子色谱检测装置，包括依次连接的淋洗液输入端、进样器、色谱柱、抑制器和电导检测器，其特征在于在所述抑制器和所述电导检测器之间串联双膜淋洗液发生器，所述双膜淋洗液发生器包括一个阴离子膜和一个阳离子膜，在所述阴离子膜和所述阳离子膜两侧施加直流电源，所述直流电源为恒电压源。
2.根据权利要求I所述的离子色谱检测装置，其特征在于所述阴离子膜和阳离子膜为离子交换平板膜或离子交换微球或离子交换整体式磁盘。
3.根据权利要求I所述的离子色谱检测装置，其特征在于所述抑制器为填充柱抑制器或平板膜化学抑制器或平板膜电致抑制器。
4.根据权利要求I所述的离子色谱检测装置，其特征在于所述电导检测器为接触型电导检测器或非接触型电导检测器。
5.根据权利要求I所述的离子色谱检测装置，其特征在于所述淋洗液输入端通过一个高压泵输入淋洗液。
6.根据权利要求I所述的离子色谱检测装置，其特征在于所述淋洗液输入端包括高压泵、淋洗液发生器，所述高压泵输送纯水至所述淋洗液发生器，所述淋洗液发生器输入淋洗液。
7.根据权利要求6所述的离子色谱检测装置，其特征在于所述淋洗液发生器为单膜型结构或双膜型结构。
8.根据权利要求I至7中任一项所述的离子色谱检测装置，其特征在于所述淋洗液为氢氧化钠或甲基磺酸。
全文摘要
本发明涉及一种离子色谱检测装置，主要适用于离子色谱领域，可作为一种在线提高电导检测器检测灵敏度的重要选配装置。其组成结构为双膜淋洗液发生器串联在离子色谱抑制器和电导检测器之间。基本原理是施加一恒定电压到双膜淋洗液发生器上。从抑制器流出的样品区带在进入双膜淋洗液发生器前后系统电阻降低导致系统电流的增加，从而使双膜淋洗液发生器在线电致产生与该电流变化相对应的酸或碱。原始样品区带与酸或碱的混合而产生倍增的电导检测响应信号。
文档编号G01N30/02GK102621241SQ201210075440
公开日2012年8月1日 申请日期2012年3月21日 优先权日2012年3月21日
发明者杜青, 杨丙成, 梁鑫淼, 章飞芳 申请人:华东理工大学
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