專利名稱：同時分析水樣中硅酸鹽和磷酸鹽的低壓離子色譜法的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于水樣中硅酸鹽、磷酸鹽的分析方法，特別涉及一種同時分析硅酸鹽和磷 酸鹽的方法。
背景技術：
水樣中硅酸鹽、磷酸鹽的分析，現(xiàn)有技術通常采用流動注射法分別進行檢測，即硅 酸鹽、磷酸鹽分別采用不同的試劑體系， 一次操作只能獲得水樣中硅酸鹽或磷酸鹽的檢 測結果。
Nobutake Nakatani等公開了一種通過離子排斥色譜和柱后衍生同時分析河水中硅 酸鹽和磷酸鹽的方法(見ANALYTICA CHIMICA ACTA 2008,619， 110 114 )，該
方法通過一次操作雖然既能獲得硅酸鹽的檢測結果，又能獲得磷酸鹽的檢測結果，但由 于采用離子排斥色譜(陽離子柱)并在高壓下進行分析，因而分析成本高，儀器設備較 復雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種同時分析水樣中硅酸鹽和磷酸鹽 的低壓離子色譜法，采用此種方法，不僅通過一次操作就能獲得硅酸鹽和磷酸鹽的檢測 結果，而且分析成本降低，操作簡單方便。
本發(fā)明所述同時分析水樣中硅酸鹽和磷酸鹽的低壓離子色譜法在低壓下操作，通過 在分析檢測流路中設置陰離子交換柱，利用硅酸鹽和磷酸鹽與陰離子交換柱的不同親和 力而形成的差速遷移(磷酸鹽與陰離子交換柱的親和力大于硅酸鹽與陰離子交換柱的親 和力)實現(xiàn)同時分析(硅酸鹽的譜峰在前，磷酸鹽的譜峰在后)。
本發(fā)明所述同時分析水樣中硅酸鹽和磷酸鹽的低壓離子色譜法，使用包括樣品流 路、洗脫液流路、顯色液流路、進樣閥和分析檢測流路的分析儀器，分析儀器的工作壓 力為2 3xl()Spa，所述分析檢測流路由依次串聯(lián)連接的陰離子交換柱、混合器、反應器 和光學流通池組成，包括以下步驟
(1)使洗脫液E經(jīng)洗脫液流路、進樣閥進入分析檢測流路，使顯色液R經(jīng)顯色液 流路進入分析檢測流路，在分析檢測流路中，洗脫液E與顯色液R混合，所形成的混合液進入光學流通池產(chǎn)生基線被測繪；
(2) 在洗脫液E的推動下，試樣S經(jīng)樣品流路、進樣閥進入分析檢測流路，在分 析檢測流路中，試樣所含硅酸鹽和磷酸鹽被陰離子交換柱吸附，陰離子交換柱所吸附的 硅酸鹽和磷酸鹽被洗脫液E洗脫并攜帶進入混合器與經(jīng)顯色液流路進入分析檢測流路 的顯色液R混合，所形成的混合液進入反應器繼續(xù)混合并發(fā)生反應生成有色絡合物，含 有色絡合物的溶液通過光學流通池產(chǎn)生譜圖被測繪；
(3) 依次使用一系列硅酸鹽、磷酸鹽濃度已知的標樣代替試樣S，重復上述步驟 (1)和(2)，得到一系列標樣譜(4) 將所述試樣S的譜圖與所述一系列標樣譜圖比較，計算得出所述試樣S中的 硅酸鹽、磷酸鹽含量。
上述方法中，所述洗脫液E為NaCl水溶液，所述顯色液R為十二垸基磺酸鈉-硝酸 -鉬酸鈉水溶液。所述洗脫液E中，NaCl的濃度為3 g/L 7g/L。所述顯色液R中，十二 垸基磺酸鈉的濃度為5xl0'4 mol/L 7xl(T4mol/L,硝酸的濃度為0.1 mol/L 0.3mol/L， 鉬酸鈉的濃度為0.04 mol/L 0.06mol/L。
上述方法中，光學流通池的光程為20mm 30mm，檢測波長為360 nm 390nm。
本發(fā)明具有以下有益效果
1、 采用本發(fā)明所述方法，使用一套儀器、 一種試劑體系、通過一次操作就能同時 獲得硅酸鹽和磷酸鹽的檢測結果，既可節(jié)約分析時間，又可減少分析儀器的配置和分析 試劑的使用。
2、 相對于NobutakeNakatani等公開的方法，提供了一種不同構思的技術方案，由 于在低壓下操作，所使用儀器為低壓儀器，與NobutakeNakatani等公開的方法相比，儀 器結構更簡單，分析成本更低。
3、 本發(fā)明所述方法靈敏度高，SiO3-Si的檢出限可達0.02mg/L， P04-P的檢出限可 達0.03mg/L。


圖1是本發(fā)明所述同時分析水樣中硅酸鹽和磷酸鹽的低壓離子色譜法的工藝流程 圖，也是配套的分析儀器的結構簡圖。
圖2是采用本發(fā)明所述方法對標樣進行分析的譜圖3是采用本發(fā)明所述方法對標樣進行分析繪制的工作曲線，其中，圖3-l是硅酸 鹽工作曲線，圖3-2是磷酸鹽工作曲線。
4圖中，l一低壓泵、2—自動進樣閥、3—陰離子交換柱、4一混合器、5—反應器、6 一光學流通池、7—光學檢測器、8—計算機處理系統(tǒng)、S—被測試樣或標樣、E—洗脫液、 R—顯色液、W—廢液。
具體實施例方式
下面通過實施例對本發(fā)明所述同時分析水樣中硅酸鹽和磷酸鹽的低壓離子色譜法 作進一步說明。 實施例l
本實施例通過標樣的分析進行精密度測定，步驟如下
1、 硅酸鹽一磷酸鹽標樣的配制
(1) Si03-Si標樣母液的配制
將Na2SiF6在105'C烘干1小時，然后置于干燥器中冷卻至室溫。稱取烘干并冷卻 后的Na2SiF6l.0045g于500ml容量瓶中加去離子水溶解、定容，配制成Si03-Si濃度為 300mg/L的母液避光保存；
(2) PCVP標樣母液的配制
將磷酸二氫鉀在110 115'C烘干1 2小時，然后置于干燥器中冷卻至室溫。稱取 烘干并冷卻后的磷酸二氫鉀1.318g于1000ml容量瓶中加去離子水溶解、定容，配制 P04-P濃度為300mg/L的母液備用；
(3) 取少量Si03-Si標樣母液和P04-P標樣母液，用去離子水稀釋成含P04-P濃度
3.4mg/L、含Si03-Si 1.4mg/L的混合標準溶液。
2、 洗脫液E的配制
稱取NaCl 3g加去離子水配制成NaCl濃度為3 g/L的洗脫液E。 .3、顯色液R的配制
稱取鉬酸鈉12.1g放入1000ml容量瓶中，加去離子水400ml，再加入十二垸基磺酸 鈉0.16g、濃HN03 (14mol/L ) 14.3ml，當鉬酸鈉溶解后，加水至標線，即配制成十二 垸基磺酸鈉的濃度為6xl(r4mol/L、硝酸的濃度為0.2mol/L、鉬酸鈉的濃度為0.05mol/L 的顯色液。
4、標樣譜圖的測試繪制
采用按圖1所示的工藝流程設計的低壓離子色譜儀進行測試，儀器中的低壓泵1為 三通道低壓蠕動泵，泵流量0.2 1.0ml/min，工作壓力2 3X105Pa。光學流通池6為 28mm光程，檢測波長為390nm。反應器4為盤管式結構，由內(nèi)徑為0.5 mm的聚四氟乙烯管繞制而成，長度為4.5 m;混合器4為三通結構。陰離子交換柱3截面直徑4> 5 mm、 柱長30mm,柱填料為含有季胺官能團的陰離子交換樹脂。所述陰離子交換樹脂可購買 市售商品(型號Dowexl，美國生產(chǎn))，也可自制，其制備方法見《離子交換與吸附樹脂》 (何炳林、黃文強主編，上?？萍冀逃霭嫔纾?995年2月)。
首先進行基線測繪，打開儀器的電源開關，在低壓泵l的驅動下，洗脫液E經(jīng)洗脫 液流路、進樣閥2進入分析檢測流路，并經(jīng)分析檢測流路中的陰離子交換柱3進入混合 器4與經(jīng)顯色液流路進入分析檢測流路中的混合器4的顯色液R混合，所形成的混合液 進入光學流通池6，光學檢測器7將信號傳輸給計算機處理系統(tǒng)8即在計算機顯示屏上 繪出一條基線。基線測繪完成后，由低壓泵1將標樣S經(jīng)樣品流路、進樣閥2送入分析 檢測流路，標樣S在洗脫液E的推動下進入分析檢測流路中的陰離子交換柱3，所含硅 酸鹽和磷酸鹽被陰離子交換柱吸附，陰離子交換柱3所吸附的硅酸鹽和磷酸鹽被洗脫液 E洗脫并攜帶進入混合器4與經(jīng)顯色液流路進入分析檢測流路的顯色液R混合，所形成 的混合液進入反應器5繼續(xù)混合并發(fā)生反應生成有色絡合物，含有色絡合物的溶液進入 光學流通池6，光學檢測器7將信號傳輸給計算機處理系統(tǒng)8即在計算機顯示屏上繪出 被測標樣的譜圖，如圖2所示。從圖2可以得出Si03-Si的相對標準偏差為3.11%， P04-P的相對標準偏差為1.33%，均滿足分析要求。
實施例2
本實施例測定標樣的工作曲線，步驟如下
1、 硅酸鹽一磷酸鹽標樣的配制
(1) Si03-Si標樣母液的配制 Si03-Si標樣母液的配制與實施例1相同。
(2) P04-P標樣母液的配制
P04-P標樣母液的配制與實施例1相同。
(3) Si03-Si和P04-P標樣的配制
分別吸取少量步驟(1)配制的Si03-Si標樣母液與步驟(2)配制的P04-P標樣母 液，用去離子水稀釋，配制成如下Si03-Si和P04-P系列標樣
PO4-P0.120 mg /L; Si03-Si 1.40 mg /L、 P04-P 0.250 mg /L; Si03-Si 2.80 mg /L、 P04-P 0.50 mg /L; Si03-Si 4.20 mg /L、 P04-P 1,00 mg /L; Si03-Si 5.50 mg /L、 P04-P 1.50 mg /L; Si03-Si 5.60 mg /L、 P04-P 2.00 mg /L; Si03-Si 8.40 mg /L、 P04-P 3.00 mg /L; Si03-Si 11.20 mg/L、 PO4-P4,00mg/L。
2、 洗脫液E的配制稱取NaCl 7g加去離子水配制成NaCl濃度為7 g/L的洗脫液E。
3、 顯色液R的配制
稱取鉬酸鈉14.52g放入1000ml容量瓶中，加去離子水400ml，再加入十二烷基磺 酸鈉0.187g、濃HN03 (14mol/L ) 21.5ml，當鉬酸鈉溶解后，加水至標線，即配制成 十二垸基磺酸鈉的濃度為7xl0—4 mol/L、硝酸的濃度為0.3 mol/L、鉬酸鈉的濃度為 0.06mol/L的顯色液。
4、 標樣譜圖的測試繪制
將步驟1配制的一系列硅酸鹽和磷酸鹽標樣S用實施例1所述儀器、按實施例1所 述方法操作，獲得一系列標樣譜圖，根據(jù)標樣譜圖繪制的工作曲線見圖3，從圖3可以 看出所獲工作曲線的線性關系良好。
實施例3
本實施例分析江河水中所含硅酸鹽和磷酸鹽，步驟如下
1、 洗脫液E的配制 與實施例2相同。
2、 顯色液R的配制 與實施例2相同。
3、 試樣譜圖的測試繪制
將試樣S用實施例1所述儀器、按實施例l所述方法操作，獲得試樣譜圖。
4、 試樣測試結果計算
將所述試樣S的譜圖與實施例2 —系列標樣譜圖比較，根據(jù)實施例2的工作曲線， 計算得出所述試樣S中的硅酸鹽、磷酸鹽含量。
權利要求
1、一種同時分析水樣中硅酸鹽和磷酸鹽的低壓離子色譜法，其特征在于使用包括樣品流路、洗脫液流路、顯色液流路、進樣閥和分析檢測流路的分析儀器，分析儀器的工作壓力為2～3×105Pa，所述分析檢測流路由依次串聯(lián)連接的陰離子交換柱、混合器、反應器和光學流通池組成，所述方法包括以下步驟(1)使洗脫液E經(jīng)洗脫液流路、進樣閥進入分析檢測流路，使顯色液R經(jīng)顯色液流路進入分析檢測流路，在分析檢測流路中，洗脫液E與顯色液R混合，所形成的混合液進入光學流通池產(chǎn)生基線被測繪；(2)在洗脫液E的推動下，試樣S經(jīng)樣品流路、進樣閥進入分析檢測流路，在分析檢測流路中，試樣所含硅酸鹽和磷酸鹽被陰離子交換柱吸附，陰離子交換柱所吸附的硅酸鹽和磷酸鹽被洗脫液E洗脫并攜帶進入混合器與經(jīng)顯色液流路進入分析檢測流路的顯色液R混合，所形成的混合液進入反應器繼續(xù)混合并發(fā)生反應生成有色絡合物，含有色絡合物的溶液通過光學流通池產(chǎn)生譜圖被測繪；(3)依次使用一系列硅酸鹽、磷酸鹽濃度已知的標樣代替試樣S，重復上述步驟(1)和(2)，得到一系列標樣譜圖；(4)將所述試樣S的譜圖與所述一系列標樣譜圖比較，計算得出所述試樣S中的硅酸鹽、磷酸鹽含量；所述洗脫液E為NaCl水溶液，所述顯色液R為十二烷基磺酸鈉-硝酸-鉬酸鈉水溶液。
2、 根據(jù)權利要求1所述的同時分析水樣中硅酸鹽和磷酸鹽的低壓離子色譜法，其 特征在于所述洗脫液E中，NaCl的濃度為3 g/L 7g/L。
3、 根據(jù)權利要求1或2所述的同時分析水樣中硅酸鹽和磷酸鹽的低壓離子色譜法， 其特征在于所述顯色液R中，十二垸基磺酸鈉的濃度為5xl(^mol/L 7xl(^mol/L，硝 酸的濃度為0.1 mol/L 0.3mol/L，鉬酸鈉的濃度為0.04 mol/L 0.06mol/L。
4、 根據(jù)權利要求1或2所述的同時分析水樣中硅酸鹽和磷酸鹽的低壓離子色譜法， 其特征在于光學流通池的光程為20mm 30mm，檢測波長為360 nm 3卯nm。
5、 根據(jù)權利要求3所述的同時分析水樣中硅酸鹽和磷酸鹽的低壓離子色譜法，其 特征在于光學流通池的光程為20mm 30mm，檢測波長為360nm 390nm。
全文摘要
一種同時分析水樣中硅酸鹽和磷酸鹽的低壓離子色譜法，分析儀器的工作壓力為2～3×10⁵Pa，分析檢測流路由依次串聯(lián)連接的陰離子交換柱、混合器、反應器和光學流通池組成，包括以下步驟(1)在分析檢測流路中，洗脫液E與顯色液R混合，所形成的混合液進入光學流通池產(chǎn)生基線被測繪；(2)在分析檢測流路中，試樣所含硅酸鹽和磷酸鹽被陰離子交換柱吸附，陰離子交換柱所吸附的硅酸鹽和磷酸鹽被洗脫液E洗脫并攜帶進入混合器與經(jīng)顯色液流路進入分析檢測流路的顯色液R混合，所形成的混合液進入反應器繼續(xù)混合并發(fā)生反應生成有色絡合物，含有色絡合物的溶液通過光學流通池產(chǎn)生譜圖被測繪。
文檔編號G01N30/00GK101509904SQ200910058660
公開日2009年8月19日 申請日期2009年3月20日 優(yōu)先權日2009年3月20日
發(fā)明者張新申, 楊育杰, 蔣小萍 申請人:四川大學