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抑制器的工作原理及发展

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  (一)抑制器的工作原理

  化学抑制型电导检测法中,抑制反应是构成离子色谱的高灵敏度和选择性的重要因素,也是选择分离柱和淋洗液时必需考虑的主要因素。

  离子色谱有几种检测方式可用,其中电导检测是最主要的,因为它对水溶液中的离子具有通用性。然而,正因为它的通用性,作为离子色谱的检测器,它本身就带来一个问题,即对淋洗液有很高的检测信号,这就使得它难以识别淋洗时样品离子所产生的信号。Small等人提出的简单而巧妙的解决方法是选用弱酸的碱金属盐为分离阴离子的淋洗液,无机酸(硝酸或盐酸)为分离阳离子的淋洗液。当分离阴离子时使淋洗液通过置于分离柱和检测器之间的一个氢(H+ )型强酸性阳离子交换树脂填充柱;分析阳离子时,则通过OH-型强碱性阴离子交换树脂柱。这样,阴离子淋洗液中的弱酸盐被质子化生成弱酸;阳离子淋洗液中的强酸被中和生成水,从而使淋洗液本身的电导大大降低。这种柱子称为抑制柱。

  抑制器主要起两个作用,一是降低淋洗液的背景电导,二是增加被测离子的电导值,改善信噪比。图8-4-2说明了离子色谱中化学抑制器的作用。图中的样品为阴离子F-、Cl-、SO42-的混合溶液,淋洗液为NaOH。若样品经分离柱之后的洗脱液直接进入电导池,则得到图中右上部的色谱图。图中非常高的背景电导来自淋洗液NAOH,被测离子的峰很小,即信噪比不好,一个大的系统峰(与样品中阴离子相对应的阳离子)在F- 峰的前面。而当洗脱液通过化学抑制器之后再进入电导池,则得到图8-4-2 中右下部的色谱图。在抑制器中,淋洗液中的OH- 与H+ 结合生成水。样品离子在低电导背景的水溶液中进入电导池,而不是高背景的NaOH溶液;被测离子的反离子(阳离子)与淋洗液中的,Na+ 一同进入废液,因而消除了大的系统峰。溶液中与样品阴离子对应的阳离子转变成了H+ ,由于电导检测器是检测溶液中阴离子和阳离子的电导总和,而在阳离子中,H+ 的摩尔电导最高,因此样品阴离子A- 与H+ 之摩尔电导总和也被大大提高。

  抑制器的发展经历了四个阶段。最早的抑制器是树脂填充的抑制柱,主要的缺点是不能连续工作,树脂上的H+ 或OH- 消耗之后需要停机再生。另一个缺点是死体积较大。1981年商品化的管状纤维膜抑制器不需要停机再生,可连续工作,缺点是它的中等抑制容量和机械强度较差。第三阶段是1985 年发展起来的平板微膜抑制器,不仅可连续工作,而且具有高的抑制容量,满足梯度淋洗的要求。1992年进入市场的自身再生抑制器是第四阶段,这种抑制器不用化学试剂来提供H+ 或OH- ,而是通过电解水产生的H+ 或OH- 来满足化学抑制器所需的离子,其最新型号是SRS - ULTRA。这种抑制器平衡快,背景噪音低,坚固耐用,工作温度从室温到40℃,并可在高达40%的有机溶剂(反相液相色谱用有机溶剂)存在下正常工作。虽然树脂填充的抑制器是第一代抑制器。由于其制作简单(可自己作),价格便宜,抑制容量为中等,至今仍在使用。因此下面将较详细地讨论树脂填充的抑制器和目前最先进的自动再生连续工作型抑制器。

  (二)树脂填充的抑制器

  用于阴离子分析的树脂填充抑制器所用的树脂为中到高交联度的常规磺酸型阳离子交换树脂。用于阴离子分析所用的树脂为常规季铵型阴离子交换树脂。下面的讨论以阴离子抑制器为例,在抑制柱上发生的两个重要化学反应如下:

  抑制器SMBJ28CA-TR的参数

  产品种类: ESD 抑制器/TVS 二极管

  系列: SMBJA/CA

  极性: Bidirectional

  端接类型: SMD/SMT

  击穿电压: 31.1 V

  工作电压: 28 V

  钳位电压: 59 V

  封装 / 箱体: DO-214AA

  Pd-功率耗散: 600 W

  最小工作温度: - 55℃

  最大工作温度: + 150℃

  封装: Cut Tape

  封装: Reel

  工厂包装数量: 2500

  类别:Circuit Protection

  系列:SMBJ, TRANSIL?

  包装:Tape & Reel (TR)

  零件状态:Active

  类型:Zener

  双向通道:1

  电压 - 反向关态(典型值):28V

  电压 - 击穿(最小值):31.1V

  电压 - 箝位(最大值)@ Ipp:59V

  Current - Peak Pulse (10/1000μs):68A (8/20?s)功率 - 峰值脉冲:600W电源线路保护:No应用:General Purpose

  不同频率时的电容:-

  工作温度:-55°C ~ 150°C (TJ)

  安装类型:Surface Mount

  封装/外壳:DO-214AA, SMB

  供应商器件封装:SMB (DO-214AA)

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