专利名称：离子色谱-阀切换分析系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种化学仪器分析的使用系统，特别是涉及同时高效检测强保留离子 (六氟磷酸根)和弱保留离子(常规阴离子)等的离子色谱-阀切换分析系统。
背景技术：
近年来随着绿色化学的兴起，离子液体作为一种新型的绿色溶剂，因其独特的的优点熔点低、蒸汽压小、电化学窗口宽以及溶解性好等，已经在萃取、有机合成、电化学、催化和分析化学领域得到了广泛应用。离子液体一般由含氮、磷的有机阳离子(如咪唑离子、 吡啶离子等)和无机阴离子(如F—、Cl—、BFp PF6-等)组成的盐类化合物，其中六氟磷酸根(PFfT)是一类非常重要的离子液体阴离子。除此之外，由于LiPF6在锂盐中电导率最高， LiPF6是锂电池中最常用的电解质，因此，同时检测PF6-及其他阴离子对于离子液体的纯度、种类及工业应用，锂电池电解质纯度及电池安全寿命都意义重大。PF6- —般的分析方法为极谱法、高效液相质谱法、离子色谱法等，离子色谱作为分析阴阳离子的一项高效、简单、 快速、灵敏度高的技术，是分析PF6-的主要方法。但由于PF6-属于易极化离子，在常规阴离子交换柱中保留强，很难被洗脱，与常规阴离子同时分析严重影响分析效率和分离效果。离子色谱法分析PF6-时通常通过选择合适的淋洗液，但情况比较复杂，且与常规离子较难实现同时分析，或者淋洗液加入乙腈等有机改进剂以减少PF6-保留时间，但对色谱柱损害较大，存在缺陷，迄今为止，未见以离子色谱-阀切换法同时测定PF6-和常规阴离子的报道。
发明内容
本发明提供一种离子色谱-阀切换分析系统，利用一台Dionex ICS-2100离子色谱仪和单流路系统可实现PF6-与常规阴离子在短时间内同时分析，大大提高了分析效率。本发明的具体技术方案如下
本发明是一种离子色谱-阀切换分析系统，其特征在于利用离子在离子交换柱中保留时间长短与离子交换柱的长短相结合，通过阀切换，让六氟磷酸根(强保留离子)只通过保护柱，让常规阴离子(弱保留离子)既通过保护柱又通过分离柱，这样既达到同时分离，又缩短了六氟磷酸根(强保留离子)的分析时间，可以高效快速地同时分析六氟磷酸根(强保留离子)及常规阴离子(弱保留离子)，不需要复杂的淋洗液和有机改进剂，提高了分析效率。本发明的整个系统只要一台仪器，不需额外的设备，通过单流路系统就可实现，且所用色谱柱和淋洗液均为常规色谱柱和常规淋洗液，可以适用于一系列强保留离子与弱保留离子同时分析的问题。本发明具有如下优点和效果
1.本发明是利用离子色谱阀切换方法同时测定PF6-和常规阴离子，整个系统一台离子色谱仪器，一个单线流路，无需选择复杂的淋洗液进行分离和加有机改进剂，方法简单，可使PF6-仅经过短保护柱而快速洗脱，同时与常规阴离子获得好的分离效果，缩短了分析时间，提高了分析效率。2.本发明可以适用于一系列强保留和弱保留离子同时分析的问题，具有很高的实用价值。
图1为阀切换方法的原理图； 图2为十通阀切换前的装置图； 图3为十通阀切换后的装置图4为离子色谱-阀切换分析系统的标准样品(PFp F—、Cl—、NO” SO/—)信号峰； 图5为离子色谱-阀切换分析系统的实际样品(离子液体)信号峰； 图1中标记为
11-保护柱AG16 ；12-保护柱AGll-HC ；13-分离柱ASll-HC ；1-六氟磷酸根；2-常规阴离子；
图2中标记为
6-进样口 ；7-六通阀；8-泵；9-定量环；10-十通阀；11-保护柱AG16 ；12-保护柱 AGll-HC ； 13-分离柱ASl I-HC ； 14-抑制器；15-电导检测器；16-废液； 图3中标记为
6-进样口 ；7-六通阀；8-泵；9-定量环；10-十通阀；11-保护柱AG16 ；12-保护柱 AGll-HC ； 13-分离柱ASl I-HC ； 14-抑制器；15-电导检测器；16-废液； 图4中标记为
17- PF6- ； 18- Γ ；19- CF ；20-NCV ；21-S0广； 图5中标记为
22- PF6- ；23- Γ ；24- CF ；25- NOf ；26- SO广。
具体实施方案下面结合说明书附图对本发明作进一步具体的说明。图1为阀切换方法的原理图；本发明利用强弱保留离子在离子交换色谱柱中保留时间的差异与离子交换色谱柱长短(保护柱和分离柱)的差异相结合，方法原理(见图1)是当六氟磷酸根1停留在前面的保护短柱11，而其他常规阴离子2进入后面的保护短柱12和分离长柱13时，通过十通阀10的切换，将前面的保护短柱11置于最后，六氟磷酸根1直接进入电导检测器15而不经过后面的保护短柱12和分离长柱13，其他常规阴离子2既通过保护短柱11、12又经过分离长柱13而达到分离，这样既避免了六氟磷酸根1进入分离长柱 13而导致分离时间过长，又可以让常规阴离子2在分离长柱13中达到分离，实现了六氟磷酸根1与常规阴离子2同时分离的高效率。本发明利用Dionex ICS-2100离子色谱仪自带的六通阀7和十通阀10，其中六通阀7用于进样，保护短柱11、12和分离长柱13顺序连接在十通阀10上，切换十通阀10实现保护短柱11与(保护短柱12+分离长柱13)的位置顺序调换(装置见图2和图3)，方法采用常规的阴离子交换柱和简单的KOH在线淋洗液，单泵单流路系统，抑制型电导检测。图2为十通阀切换前的装置图，图3为十通阀切换后的装置图，如图2所示，样品由进样口 6载入定量环9，流动相自离子色谱泵8输送，将定量环9的样品输送至保护柱AG1611，保护柱AG11-HC12，分离柱AS11-HC13依次分离，当六氟磷酸根1与常规阴离子 2在保护柱AG1611中完全分离时，十通阀10切换至图3 (切换时间的确定可以将保护柱 AG11-HC12、分离柱AS11-HC13取下，直接由保护柱AG1611分离，电导检测确定切换时间)， 样品转换为依次由保护柱AG11-HC12，分离柱AS11-HC13，保护柱AG1611分离，经抑制器14 后，电导检测。图4为利用上述方法分析五种混合阴离子标准溶液的色谱图，17-21号色谱峰分别为 PFfT (50ppm)，F— (5ppm)，CF (2ppm)，NOf (2ppm)，SO, (2ppm)；图 5 为离子液体样品的色谱图，22- 号色谱峰依次为PF6-，F_，Cl_，N03_，S042_。以美国戴安公司(Dionex)的离子色谱仪Dionex ICS-2100，Ionpac AG16(50mmX4mm)保护柱，Ionpac AGl 1-HC (50mmX 4mm)保护柱，Ionpac ASlI-HC (50mmX 4mm)分离柱，以IOmmol. L-1KOH在线淋洗液为流动相，流动相流速为1. OmL/ min,进样量为25PL，ASRS300_4mm电化学自再生抑制器14抑制后，DS6电导检测器15检测。
权利要求
1.一种离子色谱-阀切换分析系统，其特征在于利用离子在离子交换柱中保留时间长短与离子交换柱的长短相结合，通过阀切换，让六氟磷酸根(强保留离子)只通过保护柱，让常规阴离子(弱保留离子)既通过保护柱又通过分离柱，这样既达到同时分离，又缩短了六氟磷酸根(强保留离子)的分析时间，可以高效快速地同时分析六氟磷酸根(强保留离子)及常规阴离子(弱保留离子)，不需要复杂的淋洗液和有机改进剂，提高了分析效率。
2.根据权利要求1所述的离子色谱-阀切换分析系统，其特征在于整个系统只要一台仪器，不需额外的设备，通过单流路系统就可实现，且所用色谱柱和淋洗液均为常规色谱柱和常规淋洗液。
3.根据权利要求1所述的离子色谱-阀切换分析系统，其特征在于可以适用于一系列强保留离子与弱保留离子同时分析的问题。
全文摘要
本发明涉及一种化学仪器分析的使用系统，特别是涉及同时高效检测强保留离子(六氟磷酸根)和弱保留离子(常规阴离子)等的离子色谱-阀切换分析系统。本发明利用离子在离子交换柱中保留时间长短与离子交换柱的长短相结合，通过阀切换，让六氟磷酸根(强保留离子)只通过保护柱，让常规阴离子(弱保留离子)既通过保护柱又通过分离柱，这样既达到同时分离，又缩短了六氟磷酸根(强保留离子)的分析时间，可以高效快速地同时分析六氟磷酸根(强保留离子)及常规阴离子(弱保留离子)，不需要复杂的淋洗液和有机改进剂，提高了分析效率。
文档编号G01N30/20GK102183600SQ20111003515
公开日2011年9月14日 申请日期2011年2月10日 优先权日2011年2月10日
发明者朱作艺, 朱岩 申请人:浙江大学