- 技術原理 -
24.Dec.2007
X-ray螢光-XRF 無鹵素材料(Halogen Free)專用分析儀-離子層析儀(Ion Chromatography,IC)原理簡介
無鹵素材料(Halogen Free)專用分析儀-離子層析儀(Ion Chromatography,IC)原理簡介
一、原理：
一、原理：
利用離子交換的原理，採用Dow Chemical公司專利的高效率離子交換樹脂，配合可泵送定流量溶媒（eluent）之泵浦，高靈敏度之電導計，記錄器等，分析程序是（如圖），由泵浦泵送定流量溶媒，並將由注入口注入之被檢體，推送入分離管（Separation column），在管中各離子經過樹脂交換而分離，然後依次再被推送入抑制管（Suppressor Column），此時溶媒之離子都被抑制管吸附，不會影響電導計之檢出，而祇有所欲分析的離子被沖洗出來，進入電導計中，由其進入的順序及時間（Retention time）來定性，由電導度之大小來定量，這些都以尖峰（peaks）的型態，出現在記錄器上。在抑制管中，反應方程式如下：
(1)2R－H++Na2CO3(eluent)→2R－Na+H2CO3(Low conductivity)
R－H++NaHCO3(eluent)→R－Na+H2CO3
(2)R－H+Cation－A(sample)→R－Cation+H－A
圖1. 離子管柱分離示意圖
資料來源:Dionex
資料來源:Dionex
二、儀器基本結構
A.幫浦
B.分離管柱
B-1.陰離子分析之沖提液pH值約為8~12，陽離子分析時則為2~5。
B-2.分離管柱充填之樹脂多為低容量有機離子交換樹脂，可耐強酸鹼。低容量可延長抑制管柱壽命，且可使抑制效果更佳。
C.抑制管柱：一般為高容量交換樹脂，其作用：
• 可降低沖提液之電導度
• 可提高分析離子之解離度
D.偵測器
D-1在一般情形下偵測器為電導度計
D-2重金屬分析時因不易以電導度計測量，可將重金屬離子以呈色劑形成錯離子呈色後再以UV/Vis偵測器來測定。
E.資料處理系統
圖2. 離子層析系統示意圖
資料來源:Dionex
資料來源:Dionex
三、適用分析範圍：
離子層析儀所能分析的離子幾乎涵蓋所有的陽離子及陰離子，在某些分析上，它取代了A. A., Emission, GC, NMR, Ion Meter等。目前已能分析的離子有：鹵素，有機酸，有機鹽類，磷酸鹽，胺等。
四、特點：
1.離子間不會互相干擾影響檢出之正確性。
2.可同時分析多種離子，並做定性及定量分析。
3.靈敏度高（10ppb以下），適用濃度範圍廣（0.001~103ppm）。
4.分析快速，每個離子不超過兩分鐘。
5.使用之溶媒為一般無機溶劑，費用經濟。
五、總結:
離子層析儀是利用待測離子在動相（沖提液）與靜相（管柱中離子交換樹脂）間不同之親和力而得以分離。
而在偵測器(Detector)一般為電導度計，所測得之各成份電導度訊號經電路積分後可得波峰面積，該面積則作為定量之用。
管柱的原理是利用親和力較強的樹脂，該離子不易被帶出，滯留時間長。親和力較弱，陰離子易保持原有離子狀態，離子滯留時間短。
沖提液一般為強電解液，濃度高而多量，造成背景值相當高，訊號雜訊比（S/N）變小，常會遮住待測離子之訊號，因此需在沖提液流經分離管柱後再經過一抑制管柱，將沖提液中之強電解質轉變微弱電解質，並且能將原欲分析之離子由鹽類轉變為酸或鹼而加強其電導度。
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