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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)，因為硼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.實驗方法

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	陰離子通用型保護柱 HS-5AG	1
6	閥切換組件	1

1.2實驗材料及輔助設(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；

實驗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)運行時間	12min
運行時間	50min
柱溫	30 ℃
池溫	35 ℃
進樣量	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、不同實驗室間檢測結(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行定性、定量分析，該方法簡單易行，靈敏度、準(zhǔn)確度均能達到要求，可采用此方法進行硼酸中的硫酸根離子和磷酸根離子的含量測定。