方案概述

前言：

硼酸是一種純凈的、多功能的含氧化硼的原料，可用作化學(xué)試劑和殺蟲劑，在醫(yī)藥上用作外用殺菌劑、消毒劑、收斂劑和防腐劑，在工業(yè)生產(chǎn)上廣泛用于玻璃、陶瓷、冶金、染料、電鍍和紡織等行業(yè)；尤其在核工業(yè)中，壓水反應(yīng)堆發(fā)電站（PWR）經(jīng)常使用硼酸來控制核反應(yīng)，因?yàn)榕?/span>酸是一種很好的中子吸收劑。在壓水反應(yīng)堆發(fā)電站中，濃度低至μg/L級的痕量硫酸根離子和磷酸根離子會導(dǎo)致發(fā)電站設(shè)備中的不銹鋼部件腐蝕。所以建立一種可靠的分析方法對硼酸中的陰離子污染物進(jìn)行檢測是非常必要的。

閥切換技術(shù)是離子色譜中常用的一種在線技術(shù)，在離子色譜中主要用于基體離子的消除。通過在選擇性不同的色譜柱之間進(jìn)行切換，利用固定相選擇性的差異富集待測離子，消除基體離子的干擾；或者是在選擇性相同的兩根色譜柱之間切換。通過分析大量基體離子存在下痕量離子的保留行為，可以針對不同樣品采用不同的策略，從而直接通過待測離子標(biāo)準(zhǔn)溶液的保留時間確定核心切換時間窗。本文提出的閥切換用排斥柱使硼酸和待測離子分離，使用富集柱在線富集的方法，在大體積進(jìn)樣（1mL）的情況下，在線富集樣品中的陰離子，同時消除基體硼酸根的干擾。最后使用 KOH（EG 產(chǎn)生）淋洗液梯度淋洗，用皖儀諾譜HS-5A-P3分離柱分離,實(shí)現(xiàn)硫酸根離子和磷酸根離子的分離。

關(guān)鍵詞：離子色譜；硼酸；陰離子

1.實(shí)驗(yàn)方法

1.1儀器配置

表1離子色譜系統(tǒng)配置清單

序號	名稱	數(shù)量
1	皖儀IC6600系列離子色譜儀	1
2	AS3100全自動進(jìn)樣器	1
3	4mm 氫氧根陰離子抑制器	1
4	氫氧根陰離子色譜柱 HS-5A-P3	1
5	陰離子通用型保護(hù)柱 HS-5AG	1
6	閥切換組件	1

1.2實(shí)驗(yàn)材料及輔助設(shè)備

水中硫酸根離子標(biāo)準(zhǔn)溶液：1000mg/L；

水中磷酸根離子標(biāo)準(zhǔn)溶液：1000mg/L；

硼酸樣品；

水系針式過濾器（0.22μm）；

萬分之一電子天平；

實(shí)驗(yàn)用水為皖儀科技超純水凈化器制備，電導(dǎo)率為18.25MΩ·cm（25℃）。

1.3測試條件

表2 離子色譜條件

色譜柱	氫氧根陰離子色譜柱 HS-5A-P3
排斥柱	陰離子排斥柱
富集柱	陰離子富集柱
捕獲柱	雜質(zhì)離子捕獲柱 WY-ATC
泵1淋洗液	梯度21-40mmol/L NaOH
泵2淋洗液	純水
泵1流速	1.0mL/min
泵2流速	0.5mL/min
預(yù)運(yùn)行時間	12min
運(yùn)行時間	50min
柱溫	30 ℃
池溫	35 ℃
進(jìn)樣量	1000μL
抑制器電流	120mA

1.4樣品前處理

稱取1.0g樣品于50mL容量中，加超純水定容至刻度線，搖勻靜置。取適量溶液過0.22 μm濾膜，上機(jī)測定。

2.結(jié)果與討論

2.1線性測試

依次移取0.01mg/L、0.02mg/L、0.03mg/L、0.04mg/L、0.05mg/L和0.1mg/L的硫酸根離子以及0.002mg/L、0.004mg/L、0.006mg/L、0.008mg/L、0.01mg/L和0.02mg/L的磷酸根離子系列標(biāo)準(zhǔn)工作曲線，按照1.3工作測試條件得到標(biāo)準(zhǔn)曲線譜圖多點(diǎn)重疊圖如圖1，線性方程見表3，硫酸根離子和磷酸根離子在該色譜條件下線性相關(guān)系數(shù)R=0.999以上，線性良好。

圖1 標(biāo)準(zhǔn)曲線重疊譜圖

圖2 硫酸根離子和磷酸根離子標(biāo)準(zhǔn)曲線

表3.標(biāo)準(zhǔn)曲線線性方程

序號	離子	線性方程	相關(guān)系數(shù)R
1	SO₄^2-	y=450.54320*x+3.39443	0.99981
2	PO₄^3-	y=147.06920*x-0.27398	0.99981

2.2 樣品測試

2.2.1 樣品含量測試

在1.3的工作測試條件下，對1.4的前處理后樣品進(jìn)行樣品檢測。樣品圖譜如圖3所示，最終得到樣品中硫酸根離子和磷酸根離子的上機(jī)濃度如表4所示。

圖3樣品測試譜圖

表4.樣品結(jié)果分析

樣品名稱	待測物	測試濃度(mg/L)	稱樣量（g）	定容體積（L）	含量（mg/kg）
硼酸	硫酸根離子	0.054	1.0059	0.05	2.68
硼酸	磷酸根離子	0.006	1.0059	0.05	0.298

注：檢測結(jié)果已扣除空白；不同方法、不同實(shí)驗(yàn)室間檢測結(jié)果會存在差異。

3．結(jié)論

采用皖儀離子色譜儀搭配電導(dǎo)檢測器，建立閥切富集-離子色譜法測定硼酸中的硫酸根離子和磷酸根離子方法。樣品通過排斥柱分離，閥切后經(jīng)富集柱富集，然后經(jīng)離子色譜柱分離，采用外標(biāo)法定量，能夠?qū)?/span>硼酸中的硫酸根離子和磷酸根離子進(jìn)行定性、定量分析，該方法簡單易行，靈敏度、準(zhǔn)確度均能達(dá)到要求，可采用此方法進(jìn)行硼酸中的硫酸根離子和磷酸根離子的含量測定。