關(guān)于離子色譜儀使用中的常見問題及處理方法

（1.中國石油烏魯木齊石化公司研究院，新疆 烏魯木齊 830019；2 中國石油烏魯木齊石化公司化纖廠，新疆 烏魯木齊 830019）

關(guān)于離子色譜儀使用中的常見問題及處理方法

周志琴1李 紅1侯 萍2

（1.中國石油烏魯木齊石化公司研究院，新疆 烏魯木齊 830019；2 中國石油烏魯木齊石化公司化纖廠，新疆 烏魯木齊 830019）

文章分析了離子色譜應(yīng)用于分析檢測過程中的影響因素和出現(xiàn)故障的消除方法，從系統(tǒng)壓力、樣品處理、色譜柱、單向閥、溶液及淋洗液系統(tǒng)及分析用水等進(jìn)行討論，提出了注意事項(xiàng)，使離子色譜的分析結(jié)果準(zhǔn)確可靠并正常運(yùn)行。

離子色譜 故障 處理方法

0 引言

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，在分析監(jiān)測中越來越趨向儀器化。離子色譜分析是近年來發(fā)展起來的新技術(shù)。一次進(jìn)樣可同時(shí)分析多種成分具有分析快速、結(jié)果準(zhǔn)確的特點(diǎn)[1]。但與此同時(shí)，分析中仍經(jīng)常會(huì)因?yàn)槟硞€(gè)操作細(xì)節(jié)和個(gè)別色譜條件的設(shè)置不當(dāng)，對分析結(jié)果產(chǎn)生影響，我們以萬通IC790離子色譜儀為例，探討離子色譜分析過程中常遇到的問題以及儀器的維護(hù)以及保養(yǎng)等問題。

1 常見問題及影響

2010年起投用離子色譜儀進(jìn)行水質(zhì)分析檢測工作過程中，隨著使用頻率的增加，離子色譜陽離子系統(tǒng)壓力經(jīng)常出現(xiàn)異?，F(xiàn)象，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

(1) 壓力逐漸降低，在認(rèn)真檢查排除系統(tǒng)漏液后，打開排氣閥對系統(tǒng)進(jìn)行排氣泡后，壓力則逐漸上升，但大多情況只能靠更換單向閥壓力才能恢復(fù)正常分析。3個(gè)月共更換新單向閥3個(gè)，消耗的備品備件費(fèi)用7350元。

(2) 壓力逐漸升高時(shí)，出峰異常，直接影響了正常分析，導(dǎo)致無法出具數(shù)據(jù)，見圖1。

圖1 譜圖出現(xiàn)雙頭峰

對2011年1～3月期間色譜分析中出現(xiàn)的故障進(jìn)行了數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，得出表1數(shù)據(jù)：

表1 故障數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

針對表1中問題，經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)分析總結(jié)出：系統(tǒng)壓力經(jīng)常出現(xiàn)逐漸升高或逐漸降低甚至為零的情況，與分析環(huán)節(jié)中對儀器沒有維護(hù)到位有關(guān)。下面就儀器分析的前處理、淋洗液、色譜柱的維護(hù)與存放、單向閥的維護(hù)及可能會(huì)產(chǎn)生的影響因素進(jìn)行分析，并予以消除。

2 問題解決

2.1 樣品的前處理

樣品中含有許多微小的顆粒物，如不過濾除去，將會(huì)增加柱容量和強(qiáng)保留組分對柱子的污染，縮短分離度，同時(shí)也可增加了基體離子的干擾。長此下去，造成色譜柱污染、堵塞，柱壓升高。因此在分析過程中，一般用較稀的樣品溶液。對未知的液體樣品最好先稀釋10倍后進(jìn)樣分析，再根據(jù)所得結(jié)果選擇適當(dāng)?shù)南♂尡稊?shù)。

2.2 淋洗液中氣泡的影響

淋洗系統(tǒng)雖是離子色譜分析中的一個(gè)輔助系統(tǒng)，其系統(tǒng)組成部分處理不當(dāng)，會(huì)導(dǎo)致分析結(jié)果的失敗。不經(jīng)脫氣或脫氣處理效果不好，洗液中將含有大量空氣，淋洗過程中會(huì)產(chǎn)生氣泡，氣泡通過分離柱時(shí)，對分析離子信號產(chǎn)生干擾，其峰呈鋸齒狀，它能加大基線噪聲。氣泡存在處能使柱干燥，損失分離能力，嚴(yán)重時(shí)造成壓力波動(dòng)[2]。

正確的配制及更換淋洗液，對分析有很重要的作用，因此淋洗液使用前必須用真空泵脫氣或超聲波脫氣，避免氣泡的產(chǎn)生。在每次更換或補(bǔ)充淋洗液后，在走基線之前，應(yīng)盡量多用一些時(shí)間排放淋洗液，徹底同化管路。在走基線時(shí)，儀器應(yīng)有較長的平衡時(shí)間，以保證測定樣品時(shí)不受系統(tǒng)的影響。

判斷淋洗液脫氣是否徹底的是在淋洗平衡過程中看基線上是否有鋸齒狀的峰出現(xiàn)。如果有，淋洗液必須再次脫氣直到脫氣干凈。

2.3 實(shí)驗(yàn)用水

實(shí)驗(yàn)室用水的純度涉及到超痕量分析工作的成敗，其電阻率應(yīng)18.2 MΩ.cm 以上。如果水的電阻率不符合要求，離子含量較多，會(huì)逐漸保留在色譜柱上將造成污染，導(dǎo)致系統(tǒng)壓力上升。在配制淋洗液時(shí)，由于水中離子含量較多，使單向閥內(nèi)部結(jié)晶，造成壓力逐漸上升，因此離子色譜分析應(yīng)注意實(shí)驗(yàn)用水的純度[2]。

用于配制淋洗液和標(biāo)準(zhǔn)溶液的去離子水,不宜放置時(shí)間過長，由于存放去離子水的聚乙烯容器密閉性等原因，少量二氧化碳會(huì)融入水中，使得高純水的電阻率隨時(shí)間的延長呈下降趨勢，儲(chǔ)藏2周后,電阻率下降約10倍。為了保證去離子水的質(zhì)量，有必要對其電阻率進(jìn)行定期測量，在配制標(biāo)準(zhǔn)溶液和淋洗液時(shí)建議使用新制備的去離子水。

2.4 色譜柱污染

由于樣品中有機(jī)物污染色譜柱，致使色譜柱柱壓不斷上升，造成峰形異常，無法正常出具數(shù)據(jù)。一般采用以下辦法延長色譜柱的使用壽命:

(1) 使用保護(hù)柱。保護(hù)柱的作用在于防止樣品和淋洗液中的固體顆粒、樣品中的強(qiáng)保留成分以及淋洗液中的雜質(zhì)進(jìn)入色譜柱，它是淋洗液和樣品溶液進(jìn)入分析柱之前的最后一道“過濾” 裝置?？筛鶕?jù)保護(hù)柱的污染情況定期清洗或更換保護(hù)柱[2]。保護(hù)柱的污染情況可由以下實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象來判斷: a 柱壓上升;b保留時(shí)間縮短;c 分離度變差;d 峰的不對稱性增加。

(2) 對色譜柱進(jìn)行清洗。對色譜柱上強(qiáng)保留的有機(jī)物，可使用高濃度有機(jī)溶劑丙酮進(jìn)行清洗。清洗后色譜圖，見圖2，峰形正常，沒有雙頭峰出現(xiàn)。

(3) 清洗前后，最好采用極稀的淋洗液( 而不是去離子水) 進(jìn)行清洗，以防止使用較高濃度淋洗液可能出現(xiàn)的沉淀。由于許多實(shí)驗(yàn)室的去離子水純度不高，離子含量較多，會(huì)逐漸保留在柱上，所以不宜采用去離子水進(jìn)行清洗。

(4) 淋洗液和樣品溶液進(jìn)樣之前應(yīng)事先經(jīng)過濾膜過濾( 0.22μm ) 。

圖2 清洗后的峰形

3 注意事項(xiàng)[1]

3.1 色譜柱

色譜柱是離子色譜系統(tǒng)的心臟。如果在開始時(shí)，儲(chǔ)存和操作過程中不夠細(xì)心，可造成柱的損壞，從而失去分離能力。而且有很多情況下這種損壞是無法挽回的。色譜柱長期不用時(shí)，一定要對其進(jìn)行清洗,注意將兩端的接口密封,避免柱床的干涸。避免機(jī)械震動(dòng)，防止細(xì)菌生長。另外還要注意存放的溫度，避光保存。

3.2 單向閥

單向閥對于色譜泵硬件來說是一個(gè)重要的機(jī)械部件。 單向閥簡單來說，就是一對單向閥(入口和出口)阻止流體在泵頭里從高壓區(qū)流向低壓區(qū)，從而泵的活塞在高壓下使流動(dòng)相通過色譜柱?！耙粋€(gè)功能適宜的單向閥必須能夠快速方便地打開和關(guān)閉，同時(shí)還要確保密閉性在一個(gè)寬的壓力值范圍內(nèi)均有效”。

如果泵單向閥上粘上了微生物造成堵塞會(huì)造成泵吸液不上，最明顯的現(xiàn)象是，在廢液管沒有流液或啟動(dòng)泵時(shí)沒有液體流出或溶液流出速度很慢。因此，儀器長時(shí)間不用，一周通去離子水一次。用于替換泵中已經(jīng)滋生了少量微生物的去離子水。去離子水如果長期放置，會(huì)促使少量微生物的繁殖，微生物容易粘附在泵內(nèi)的單向閥上。

單向閥結(jié)垢，致使水樣無法通過，去垢的辦法是： 先圖3單向閥將流路接頭和接頭1全部擰下，再將左側(cè)接頭2擰下，用鑷子將兩單向閥取出放入50ml燒杯中，加入少量無水乙醇剛好蓋過兩單向閥。再放入超聲波清洗器中清洗30-60min。再用水將單向閥清洗干凈后按拆卸方向逆向安裝。（注意：接頭不要擰的太緊，以免造成螺絲紋受損）

3.3 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制與保存

標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度的準(zhǔn)確性直接關(guān)系到樣品分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。按照現(xiàn)行國標(biāo)的要求，1000mg/L標(biāo)準(zhǔn)溶液可在冷藏箱內(nèi)4℃下保存2個(gè)月。配制的工作標(biāo)準(zhǔn)溶液 保存期不要超過一周，混合工作標(biāo)準(zhǔn)溶液應(yīng)在使用的當(dāng)天配制，濃度最好與被測樣品的離子濃度接近，否則會(huì)產(chǎn)生較大的偏差。配制混合標(biāo)準(zhǔn)溶液可用高濃度的儲(chǔ)備液稀釋。

為了保證校正標(biāo)準(zhǔn)的可靠性，濃度在1~1000ug/ L范圍內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)溶液每隔一周要重新配制。低于1ug/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液要當(dāng)日配制，并且只允許在配制后的6h內(nèi)使用。分析結(jié)束后，應(yīng)將剩余的標(biāo)準(zhǔn)溶液倒掉，將容器洗凈，以備下次再用。標(biāo)準(zhǔn)溶液在有效期內(nèi)應(yīng)在適中的溫度下保存，一般是放在冷藏箱內(nèi)保存，溫度為4℃ ,用國家標(biāo)準(zhǔn)溶液稀釋好的低濃度溶液，有效期不超過1個(gè)月。另外，在配制和保存時(shí)要避免沾污。

4 結(jié)論

通過對標(biāo)樣的測定結(jié)果的判斷，可認(rèn)為針對離子色譜故障的分析和處理，對系統(tǒng)各環(huán)節(jié)所采取的措施是有效的，其分析的結(jié)果是準(zhǔn)確的。對于系統(tǒng)誤差要盡量做到儀器性能調(diào)節(jié)到最佳狀態(tài)，對偶然誤差應(yīng)予以盡量減少，對于污染成分復(fù)雜的樣品，必須經(jīng)過預(yù)處理，設(shè)法消去分析中盡可能存在的干擾。在實(shí)際工作中，為提高分析方法的準(zhǔn)確度，延長色譜柱和儀器的使用壽命，降低分析成本。在樣品的前處理、淋洗液、標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制及存放、色譜柱的維護(hù)及存放、單向閥的維護(hù)等方面值得注意。

[1] 牟世芬，劉克納，丁曉靜. 離子色譜方法及應(yīng)用（第二版）[M]. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社. 2012: 1-2,5-6.

[2] 劉珍.《化驗(yàn)員讀本》下冊，（第四版）[M]. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社. 2004: 411-503.

About the Common Problems Occurring in the Use of Ion Chromatograph and the Processing Method

ZHOU Zhi-qin1，LI Hong1，HOU Ping2
（1.Urumqi Petrochemical Company Institute, Urumqi 830019, China; 2. Urumqi Petrochemical Company Vhemical Fibre Factory, Urumqi 830019, China）

This paper analyzes the ion chromatography was applied to analysis of inf l uence factors in the process of testing and the method of eliminating failure, from the system, sample processing, chromatographic column, check valve, pressure solution and eluent system and analysis of water are discussed, puts forward the matters needing attention, make ion chromatographic analysis of the results are accurate and reliable and normal operation.

ion chromatography; fault; processing method

TG174

A< class="emphasis_bold">文章編號：1008-7818(2014)03-0040-03

1008-7818(2014)03-0040-03

周志琴 (1972－) , 女，畢業(yè)于新疆烏魯木齊石化職工大學(xué)，大專學(xué)歷，化工分析崗位技師，從事標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室管理、化工分析及計(jì)量檢定工作。