用於檢測生物柴油樣品中常規陽離子的在線前處理離子色譜柱切換系統及其檢測方法
2023-06-08 19:57:06
用於檢測生物柴油樣品中常規陽離子的在線前處理離子色譜柱切換系統及其檢測方法
【專利摘要】本發明公開了一種用於檢測生物柴油樣品中常規陽離子的在線前處理離子色譜柱切換系統及其檢測方法，包括四元梯度泵、陰離子捕獲柱、NG1前處理柱、六通閥、十通閥、進樣器、定量環、輸液泵、收集環、保護柱、分析柱、抑制器、電導檢測器、廢液瓶。六通閥連接輸液泵、收集環、前處理柱NG1、廢液瓶、保護柱，所述的保護柱後依次連接分析柱、抑制器、電導檢測器、淋洗液發生器和廢液瓶。本發明建立的離子色譜閥切換系統中所用到的捕獲柱，可以用高濃度的淋洗液再生，能除掉由四元梯度泵泵出來的痕量陽離子，保證檢測結果的準確性，應用範圍廣，除了適用於生物柴油樣品中常規陽離子的在線檢測，同樣還可用於其它含有有機基質樣品的在線前處理後檢測。
【專利說明】用於檢測生物柴油樣品中常規陽離子的在線前處理離子色 譜柱切換系統及其檢測方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種在線前處理的離子色譜閥切換系統，具體地說，是一種離子色譜 在線檢測生物柴油中常規陽離子的方法，可實現對生物柴油中6種常規陽離子的在線檢 測。 技術背景
[0002] 生物柴油，指W油料作物如大豆、油菜、棉、蹤擱等，野生油料植物和工程微藻等水 生植物油脂W及動物油脂、餐飲垃圾油等為原料油通過醋交換工藝製成的可代替石化柴油 的再生性柴油燃料。生物柴油作為優質的柴油代用品，屬環境友好型綠色燃料。當前我國 的國標中，生物柴油的理化質量指標包含生物柴油密度、酸值、硫含量、水分等。現有的檢測 方法是針對各個指標而定的總體檢測方法，需要各個測定。操作比較繁瑣。而且，由於生物 柴油原料和生產工藝的多變性，W及本身成分較複雜，來源不同的生物柴油其理化特性存 在較大的差異。本實驗建立了離子色譜法分別測定生物柴油中常規陽離子的方法，可用來 判斷生物柴油的質量，也可作為生物柴油的一項理化質量指標。
[0003] 有文獻報導，採用原子吸收光譜法檢測生物柴油中的軸和鍾W，而鎮和巧則採用 電感禪合等離子體發射光譜法檢測但W上方法一般需要昂貴的試劑或溶劑，或消費特 種氣體，且需要較大的實驗空間。採用離子色譜法檢測生物柴油中的（Na\r、Mg"、Ca 2+)的 方法W也有報導，但沒有對樣品進行前處理過程，因此對色譜柱的損害較大。
[0004] 離子色譜是目前分析離子性物質最為有效的方法，其在陽離子檢測方面取得了很 大成就，最大的貢獻就是對常規6種陽離子（Li\Na\NH4\r、Mg"、Ca2+)的檢測。但是，當 樣品中含有大量水溶性有機基質時，直接進樣會損壞離子色譜柱，減少其使用壽命。基於 此，離子色譜的應用便受到了一定的限制。本發明增加在線前處理系統和收集環建立了一 套離子色譜閥切換系統，除去生物柴油樣品中存在的水溶性有機基質，實現了對樣品的在 線前處理，同時收集環收集6種常規陽離子，達到檢測目的。
[000引參考文獻
[0006] 1. Lyra F H, Carneiro MTWD, Brandao G P, et al. Determination of Na,K,Ca and Mg in biodiesel samples by flame atomic absorption spectrometry(F AAS)using microemulsion as sample preparation[J]. Microchemical Journal. 2010, 96 (I) : 180-185.
[0007] 2. BS EN 14538/2006, Fat and oil derivates, Fatty acid methyl esters(FAMES)，Determination of Ca, K, Mg and Na content by optical emission spectral analysiswith inductively coupled plasma(ICP-OES).
[000引 3. Caland L B D, Silveira E L C, Tubino M. Determination of sodium,potassium, calcium and magnesium cations in biodiesel by ion chromatography[J]. Analytica Chimica Acta.2012,718:116-120.
【發明內容】
[0009] 本發明建立了一種可在線前處理生物柴油樣品的離子色譜閥切換系統，保護了離 子色譜柱，避免了繁瑣費的樣品前處理步驟，減少了人力消耗。閥切換過程中，一方面對前 處理柱NGl的再生，和前處理系統的平衡；一方面離子色譜對常規陽離子進行測定，達到高 效時間利用。本發明是通過W下技術方案來實現的：
[0010] 一種用於檢測複雜樣品中常規陽離子的離子色譜柱切換系統，所述的系統包括四 元梯度粟、陰離子捕獲柱、NGl前處理柱、六通閥、十通閥、進樣器、定量環、輸液粟、收集環、 保護柱、分析柱、抑制器、電導檢測器、廢液瓶。十通閥作為六通閥使用，十通閥上接上前處 理柱NG1、陰離子捕獲柱、進樣器、定量環、廢液瓶。六通閥連接輸液粟、收集環、前處理柱 NG1、廢液瓶、保護柱，所述的保護柱後依次連接分析柱、抑制器、電導檢測器、淋洗液發生器 和廢液瓶。
[0011] 作為進一步地改進，本發明所述前處理柱，其功能是利用填料表面的功能基團保 留住水溶性有機物，對常規陽離子無保留，達到除去生物柴油中水溶性有機物的效果。
[0012] 作為進一步地改進，本發明所述收集環是2ml的定量環，功能是利用其大容量將 待測離子收集，達到與有機基質分離和待測離子收集的效果。
[0013] 本發明還提供了一種可在線前處理生物柴油樣品的離子色譜閥切換的方法，所述 的方法包括基線的採集、樣品在線前處理、目標陽離子的收集、收集後離子的色譜分離分析 同時前處理柱的再生四個步驟，具體步驟如下：
[0014] (1)、基線的繪製；淋洗液連續不斷的輸送至上述離子色譜柱切換系統，使系統達 到平衡狀態，電導信號由電導檢測器檢測並被電腦記錄下來繪製出相應的圖線；
[0015] (2)、樣品的前處理；樣品由四元梯度粟粟出的水帶入到NGl前處理柱除去生物柴 油樣品中的水溶性有機基質，常規陽離子則不被NGl柱保留，到收集環中。
[0016] (3)、目標陽離子的收集；不被前處理柱NGl保留的常規陽離子，則由四元梯度粟 粟出的水帶入到收集環中。
[0017] (4)、富集後離子的色譜分離分析同時前處理柱的再生：輸液粟輸送淋洗液至收集 環，將待測離子依次輸送至保護柱、分離柱、抑制器、電導檢測器；同時四元梯度粟粟出的己 膳衝洗NGl前處理柱，對前處理柱再生，再用水平衡系統，為下一次進樣做準備。
[0018] 本發明的有益效果如下：
[0019] 1.本發明建立的離子色譜閥切換系統中所用到的捕獲柱，可W用高濃度的淋洗液 再生，能除掉由四元梯度粟粟出來的痕量陽離子，保證檢測結果的準確性。
[0020] 2.應用範圍廣。本發明除了適用於生物柴油樣品中常規陽離子的在線檢測，同樣 還可用於其它含有有機基質樣品的在線前處理後檢測。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021] 圖1為本發明建立的樣品在線前處理閥切換系統；
[0022] 圖1中，1-輸液粟，2-收集環，3-保護柱，4-分析柱，5-抑制器，6-電導檢測器， 7-廢液瓶，8-四元梯度粟，9-陽離子捕獲柱，IO-NGl前處理柱，11-進樣器，12-定量環， 13-十通閥，14-六通閥；
[002引 圖 2 為六種陽離子（0. Img/L Li+，5mg/L Na+，0. 5mg/L 畑4+，Img/L r，Img/L Mg", Img/L Ca2+)的混合標準溶液的色譜圖；
[0024] 圖3為生物柴油樣品的色譜圖。
【具體實施方式】：
[0025] 下面通過具體實施例，結合說明書附圖對本發明的技術方案作進一步詳細說明：
[0026] 生物柴油樣品的檢測
[0027] 圖1為本發明建立的在線樣品前處理離子色譜閥切換系統的原理圖，該系統包括 1-輸液粟，2-收集環，3-保護柱，4-分析柱，5-抑制器，6-電導檢測器，7-廢液瓶，8-四元 梯度粟，9-陽離子捕獲柱，IO-NGl前處理柱，11-進樣器，12-定量環，13-十通閥，14-六通 閥；。其中十通閥上接上NGl前處理柱10、陽離子捕獲柱9、進樣器11、定量環12、廢液瓶 7。六通閥14連接輸液粟1、收集環2、NGl前處理柱10、廢液瓶7、保護柱3,所述的保護柱 後依次連接分析柱4、抑制器5、電導檢測器6、淋洗液發生器1和廢液瓶7。將生物柴油樣 品進樣到十通閥13,四元梯度粟8將樣品帶入NGl前處理柱10除掉水溶性有機基質，並將 常規陽離子收集到收集環。切換十通閥13,四元梯度粟8粟出的己膳衝洗NGl前處理柱10， 對前處理柱再生。切換六通閥14,淋洗液發生器1將樣品輸送到保護柱3、分析柱4、抑制器 5、電導檢測器6,最後排入到廢液瓶7。
[002引具體步驟如下：
[002引 ?標準溶液的配置讀驗室原有1000mg/L(Li\Na\NH4\K\Mg"、Ca")的標準儲備 液，在4C下保存，用時將標準儲備液稀釋至所需濃度。
[0030] ?淋洗液條件；取一定量的甲基賴酸，配成20mmol/L甲基賴酸作為淋洗液。淋洗 液使用前超聲20min，已達到混合均勻除去氣泡的功效。
[0031] ?樣品的前處理；將含6種陽離子的標準溶液進樣到定量環12,切換十通閥13,輸 液粟四元梯度粟8輸送水將定量環12中的樣品帶入到NGl前處理柱10中，除去樣品中水 溶性基質，防止幹擾樣品測定W及汙染色譜柱。
[003引?目標陽離子的收集：切換六通閥14,不被NGl前處理柱10保留的常規陽離子，隨 著四元梯度粟粟出的水帶入到收集環中收集。
[0033] ?收集後陽離子的色譜分析同時前處理柱子的再生；輸液粟1輸送20mmol/L甲基 賴酸至收集環，將收集環2中待測離子依次輸送至保護柱3、分析柱4、抑制器5、電導檢測器 6 ;同時四元梯度粟8粟出的己膳衝洗NGl前處理柱10,對前處理柱再生，再用四元梯度粟 8粟出的水平衡系統，為下一次進樣做準備。圖2為六種陽離子化Img/L Li+, 5mg/L Na+, 0. 5mg/L NH/，lmg/L r，lmg/L Mg"，lmg/LCa")的混合標準溶液的色譜圖，表明該方法能夠 同時檢測6種常規陽離子。將生物柴油樣品進樣到定量環12中，重複W上步驟。圖3為生 物柴油樣品的色譜圖，表明該方法能對生物柴油中的裡、軸、饋、鍾、巧5種離子同時進行測 定。
[0034] 最後，還需要注意的是，W上列舉的僅是本發明的具體實施例子。顯然，本發明不 限於W上實施例子，還可W有許多變形。本領域的普通技術人員能從本發明公開的內容直 接導出或聯想到的所有變形，均應認為是本發明的保護範圍。
【權利要求】
1. 一種用於生物柴油樣品在線機體消除後常規陽離子檢測的離子色譜柱切換系統， 其特徵是，所述的系統包括輸液泵（1)、收集環（2)、保護柱（3)、分析柱（4)、抑制器（5)、電 導檢測器（6)、廢液瓶（7)、四元梯度泵（8)、陽離子捕獲柱（9)、NG1前處理柱（10)、十通閥 (13)、六通閥（14)，所述的十通閥（13)作為六通閥使用，所述的十通閥（13)上接上陽離子 捕獲柱（9)、前處理柱（10)、注射器（11)、定量環（12)、廢液瓶（7)，六通閥（14)連接收集環 (2)、前處理柱（10)、輸液泵（1)、廢液瓶（7)、保護柱（3)，所述的保護柱（3)後依次連接分 析柱（4)、抑制器（5)、電導檢測器（6)和廢液瓶（7)。
2. 根據權利要求1所述的用於生物柴油樣品在線前處理後檢測其中常規陽離子的離 子色譜柱切換系統，其特徵在於，所述前處理柱用於除去弱極性的水溶性有機物。
3. 根據權利要求1所述的用於生物柴油樣品在線前處理常規陽離子檢測的離子色譜 柱切換系統，其特徵在於，所述的收集環是2ml的定量環，功能是利用其大容量將待測離子 收集，達到與有機基質分離和待測離子收集的效果。
4. 根據權利要求1或2或3所述的用於生物柴油樣品在線前處理後檢測其中常規陽離 子的離子色譜柱切換系統的檢測方法，其特徵在於，所述的方法包括基線的採集、樣品前處 理、目標陽離子的收集、收集後離子的色譜分析同時前處理柱子的再生四個步驟，具體步驟 如下： (1) 、基線的繪製：輸液泵（1)將淋洗液連續不斷的輸送至上述離子色譜柱切換系統， 使系統達到平衡狀態，電導信號由電導檢測器（6)檢測並被電腦記錄下來繪製出相應的圖 線. (2) 、樣品的前處理：樣品由四元梯度泵（8)泵出的水進入到NG1前處理柱（10)除去樣 品中的水溶性有機基質，常規陽離子則不被NG1柱保留，流入收集環（2)中； (3) 、目標陽離子的收集：不被NG1前處理柱（10)保留的常規陽離子，隨著四元梯度泵 (8)泵出的水帶入到收集環（2)中收集； (4) 、收集後離子進入色譜柱進行分析同時前處理柱再生：輸液泵（1)輸送淋洗液至收 集環（2)，將待測離子依次輸送至保護柱（3)、分析柱（4)、抑制器（5)、電導檢測器（7);同 時四元梯度泵泵出的乙腈衝洗NG1前處理柱（10)，對前處理柱（10)再生，再用四元梯度泵 (8)泵出的水平衡系統，為下一次進樣做準備。
【文檔編號】G01N30/88GK104237433SQ201410428841
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年8月28日 優先權日:2014年8月28日
【發明者】趙訓燕, 朱巖 申請人:浙江大學