專利名稱：離子色譜-閥切換分析系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種化學(xué)儀器分析的使用系統(tǒng)，特別是涉及同時(shí)高效檢測(cè)強(qiáng)保留離子 (六氟磷酸根)和弱保留離子(常規(guī)陰離子)等的離子色譜-閥切換分析系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近年來(lái)隨著綠色化學(xué)的興起，離子液體作為一種新型的綠色溶劑，因其獨(dú)特的的優(yōu)點(diǎn)熔點(diǎn)低、蒸汽壓小、電化學(xué)窗口寬以及溶解性好等，已經(jīng)在萃取、有機(jī)合成、電化學(xué)、催化和分析化學(xué)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。離子液體一般由含氮、磷的有機(jī)陽(yáng)離子(如咪唑離子、 吡啶離子等)和無(wú)機(jī)陰離子(如F—、Cl—、BFp PF6-等)組成的鹽類化合物，其中六氟磷酸根(PFfT)是一類非常重要的離子液體陰離子。除此之外，由于LiPF6在鋰鹽中電導(dǎo)率最高， LiPF6是鋰電池中最常用的電解質(zhì)，因此，同時(shí)檢測(cè)PF6-及其他陰離子對(duì)于離子液體的純度、種類及工業(yè)應(yīng)用，鋰電池電解質(zhì)純度及電池安全壽命都意義重大。PF6- —般的分析方法為極譜法、高效液相質(zhì)譜法、離子色譜法等，離子色譜作為分析陰陽(yáng)離子的一項(xiàng)高效、簡(jiǎn)單、 快速、靈敏度高的技術(shù)，是分析PF6-的主要方法。但由于PF6-屬于易極化離子，在常規(guī)陰離子交換柱中保留強(qiáng)，很難被洗脫，與常規(guī)陰離子同時(shí)分析嚴(yán)重影響分析效率和分離效果。離子色譜法分析PF6-時(shí)通常通過(guò)選擇合適的淋洗液，但情況比較復(fù)雜，且與常規(guī)離子較難實(shí)現(xiàn)同時(shí)分析，或者淋洗液加入乙腈等有機(jī)改進(jìn)劑以減少PF6-保留時(shí)間，但對(duì)色譜柱損害較大，存在缺陷，迄今為止，未見(jiàn)以離子色譜-閥切換法同時(shí)測(cè)定PF6-和常規(guī)陰離子的報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種離子色譜-閥切換分析系統(tǒng)，利用一臺(tái)Dionex ICS-2100離子色譜儀和單流路系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)PF6-與常規(guī)陰離子在短時(shí)間內(nèi)同時(shí)分析，大大提高了分析效率。本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下
本發(fā)明是一種離子色譜-閥切換分析系統(tǒng)，其特征在于利用離子在離子交換柱中保留時(shí)間長(zhǎng)短與離子交換柱的長(zhǎng)短相結(jié)合，通過(guò)閥切換，讓六氟磷酸根(強(qiáng)保留離子)只通過(guò)保護(hù)柱，讓常規(guī)陰離子(弱保留離子)既通過(guò)保護(hù)柱又通過(guò)分離柱，這樣既達(dá)到同時(shí)分離，又縮短了六氟磷酸根(強(qiáng)保留離子)的分析時(shí)間，可以高效快速地同時(shí)分析六氟磷酸根(強(qiáng)保留離子)及常規(guī)陰離子(弱保留離子)，不需要復(fù)雜的淋洗液和有機(jī)改進(jìn)劑，提高了分析效率。本發(fā)明的整個(gè)系統(tǒng)只要一臺(tái)儀器，不需額外的設(shè)備，通過(guò)單流路系統(tǒng)就可實(shí)現(xiàn)，且所用色譜柱和淋洗液均為常規(guī)色譜柱和常規(guī)淋洗液，可以適用于一系列強(qiáng)保留離子與弱保留離子同時(shí)分析的問(wèn)題。本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)和效果
1.本發(fā)明是利用離子色譜閥切換方法同時(shí)測(cè)定PF6-和常規(guī)陰離子，整個(gè)系統(tǒng)一臺(tái)離子色譜儀器，一個(gè)單線流路，無(wú)需選擇復(fù)雜的淋洗液進(jìn)行分離和加有機(jī)改進(jìn)劑，方法簡(jiǎn)單，可使PF6-僅經(jīng)過(guò)短保護(hù)柱而快速洗脫，同時(shí)與常規(guī)陰離子獲得好的分離效果，縮短了分析時(shí)間，提高了分析效率。2.本發(fā)明可以適用于一系列強(qiáng)保留和弱保留離子同時(shí)分析的問(wèn)題，具有很高的實(shí)用價(jià)值。


圖1為閥切換方法的原理圖； 圖2為十通閥切換前的裝置圖； 圖3為十通閥切換后的裝置圖4為離子色譜-閥切換分析系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)樣品(PFp F—、Cl—、NO” SO/—)信號(hào)峰； 圖5為離子色譜-閥切換分析系統(tǒng)的實(shí)際樣品(離子液體)信號(hào)峰； 圖1中標(biāo)記為
11-保護(hù)柱AG16 ；12-保護(hù)柱AGll-HC ；13-分離柱ASll-HC ；1-六氟磷酸根；2-常規(guī)陰離子；
圖2中標(biāo)記為
6-進(jìn)樣口 ；7-六通閥；8-泵；9-定量環(huán)；10-十通閥；11-保護(hù)柱AG16 ；12-保護(hù)柱 AGll-HC ； 13-分離柱ASl I-HC ； 14-抑制器；15-電導(dǎo)檢測(cè)器；16-廢液； 圖3中標(biāo)記為
6-進(jìn)樣口 ；7-六通閥；8-泵；9-定量環(huán)；10-十通閥；11-保護(hù)柱AG16 ；12-保護(hù)柱 AGll-HC ； 13-分離柱ASl I-HC ； 14-抑制器；15-電導(dǎo)檢測(cè)器；16-廢液； 圖4中標(biāo)記為
17- PF6- ； 18- Γ ；19- CF ；20-NCV ；21-S0廣； 圖5中標(biāo)記為
22- PF6- ；23- Γ ；24- CF ；25- NOf ；26- SO廣。
具體實(shí)施方案下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步具體的說(shuō)明。圖1為閥切換方法的原理圖；本發(fā)明利用強(qiáng)弱保留離子在離子交換色譜柱中保留時(shí)間的差異與離子交換色譜柱長(zhǎng)短(保護(hù)柱和分離柱)的差異相結(jié)合，方法原理(見(jiàn)圖1)是當(dāng)六氟磷酸根1停留在前面的保護(hù)短柱11，而其他常規(guī)陰離子2進(jìn)入后面的保護(hù)短柱12和分離長(zhǎng)柱13時(shí)，通過(guò)十通閥10的切換，將前面的保護(hù)短柱11置于最后，六氟磷酸根1直接進(jìn)入電導(dǎo)檢測(cè)器15而不經(jīng)過(guò)后面的保護(hù)短柱12和分離長(zhǎng)柱13，其他常規(guī)陰離子2既通過(guò)保護(hù)短柱11、12又經(jīng)過(guò)分離長(zhǎng)柱13而達(dá)到分離，這樣既避免了六氟磷酸根1進(jìn)入分離長(zhǎng)柱 13而導(dǎo)致分離時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，又可以讓常規(guī)陰離子2在分離長(zhǎng)柱13中達(dá)到分離，實(shí)現(xiàn)了六氟磷酸根1與常規(guī)陰離子2同時(shí)分離的高效率。本發(fā)明利用Dionex ICS-2100離子色譜儀自帶的六通閥7和十通閥10，其中六通閥7用于進(jìn)樣，保護(hù)短柱11、12和分離長(zhǎng)柱13順序連接在十通閥10上，切換十通閥10實(shí)現(xiàn)保護(hù)短柱11與(保護(hù)短柱12+分離長(zhǎng)柱13)的位置順序調(diào)換(裝置見(jiàn)圖2和圖3)，方法采用常規(guī)的陰離子交換柱和簡(jiǎn)單的KOH在線淋洗液，單泵單流路系統(tǒng)，抑制型電導(dǎo)檢測(cè)。圖2為十通閥切換前的裝置圖，圖3為十通閥切換后的裝置圖，如圖2所示，樣品由進(jìn)樣口 6載入定量環(huán)9，流動(dòng)相自離子色譜泵8輸送，將定量環(huán)9的樣品輸送至保護(hù)柱AG1611，保護(hù)柱AG11-HC12，分離柱AS11-HC13依次分離，當(dāng)六氟磷酸根1與常規(guī)陰離子 2在保護(hù)柱AG1611中完全分離時(shí)，十通閥10切換至圖3 (切換時(shí)間的確定可以將保護(hù)柱 AG11-HC12、分離柱AS11-HC13取下，直接由保護(hù)柱AG1611分離，電導(dǎo)檢測(cè)確定切換時(shí)間)， 樣品轉(zhuǎn)換為依次由保護(hù)柱AG11-HC12，分離柱AS11-HC13，保護(hù)柱AG1611分離，經(jīng)抑制器14 后，電導(dǎo)檢測(cè)。圖4為利用上述方法分析五種混合陰離子標(biāo)準(zhǔn)溶液的色譜圖，17-21號(hào)色譜峰分別為 PFfT (50ppm)，F(xiàn)— (5ppm)，CF (2ppm)，NOf (2ppm)，SO, (2ppm)；圖 5 為離子液體樣品的色譜圖，22- 號(hào)色譜峰依次為PF6-，F(xiàn)_，Cl_，N03_，S042_。以美國(guó)戴安公司(Dionex)的離子色譜儀Dionex ICS-2100，Ionpac AG16(50mmX4mm)保護(hù)柱，Ionpac AGl 1-HC (50mmX 4mm)保護(hù)柱，Ionpac ASlI-HC (50mmX 4mm)分離柱，以IOmmol. L-1KOH在線淋洗液為流動(dòng)相，流動(dòng)相流速為1. OmL/ min,進(jìn)樣量為25PL，ASRS300_4mm電化學(xué)自再生抑制器14抑制后，DS6電導(dǎo)檢測(cè)器15檢測(cè)。
權(quán)利要求
1.一種離子色譜-閥切換分析系統(tǒng)，其特征在于利用離子在離子交換柱中保留時(shí)間長(zhǎng)短與離子交換柱的長(zhǎng)短相結(jié)合，通過(guò)閥切換，讓六氟磷酸根(強(qiáng)保留離子)只通過(guò)保護(hù)柱，讓常規(guī)陰離子(弱保留離子)既通過(guò)保護(hù)柱又通過(guò)分離柱，這樣既達(dá)到同時(shí)分離，又縮短了六氟磷酸根(強(qiáng)保留離子)的分析時(shí)間，可以高效快速地同時(shí)分析六氟磷酸根(強(qiáng)保留離子)及常規(guī)陰離子(弱保留離子)，不需要復(fù)雜的淋洗液和有機(jī)改進(jìn)劑，提高了分析效率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離子色譜-閥切換分析系統(tǒng)，其特征在于整個(gè)系統(tǒng)只要一臺(tái)儀器，不需額外的設(shè)備，通過(guò)單流路系統(tǒng)就可實(shí)現(xiàn)，且所用色譜柱和淋洗液均為常規(guī)色譜柱和常規(guī)淋洗液。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離子色譜-閥切換分析系統(tǒng)，其特征在于可以適用于一系列強(qiáng)保留離子與弱保留離子同時(shí)分析的問(wèn)題。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種化學(xué)儀器分析的使用系統(tǒng)，特別是涉及同時(shí)高效檢測(cè)強(qiáng)保留離子(六氟磷酸根)和弱保留離子(常規(guī)陰離子)等的離子色譜-閥切換分析系統(tǒng)。本發(fā)明利用離子在離子交換柱中保留時(shí)間長(zhǎng)短與離子交換柱的長(zhǎng)短相結(jié)合，通過(guò)閥切換，讓六氟磷酸根(強(qiáng)保留離子)只通過(guò)保護(hù)柱，讓常規(guī)陰離子(弱保留離子)既通過(guò)保護(hù)柱又通過(guò)分離柱，這樣既達(dá)到同時(shí)分離，又縮短了六氟磷酸根(強(qiáng)保留離子)的分析時(shí)間，可以高效快速地同時(shí)分析六氟磷酸根(強(qiáng)保留離子)及常規(guī)陰離子(弱保留離子)，不需要復(fù)雜的淋洗液和有機(jī)改進(jìn)劑，提高了分析效率。
文檔編號(hào)G01N30/20GK102183600SQ20111003515
公開(kāi)日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2011年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月10日
發(fā)明者朱作藝, 朱巖 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)