离子色谱法检测碳酸锂中氯离子与硫酸根含量
离子色谱法检测碳酸锂中氯离子与硫酸根含量
青岛睿谱分析仪器有限公司
摘要：
本方法采用离子色谱仪、使用氢氧根体系分析碳酸锂中氯离子与硫酸根离子的含量。
氢氧根体系等度淋洗在22分钟内完成Cl-与SO42-的洗脱，平行样品重复性测试中RSD均小于2%，标准曲线的线性相关系数为0.9998（Cl-）与0.9999（SO42-）。
测试条件：
离子色谱仪：RPIC-2017型离子色谱仪
色谱柱：REEPO-HA1 4×250mm色谱柱
淋洗液：氢氧根体系淋洗液，RPEG-1淋洗液发生器产生，10mmol/L。
流速：1.0mL/min
抑制器：4mm免维护抑制器
检测器：动态量程电导检测器
进样体积：25mL
温度：30℃
前处理：
称取约0.2g样品，溶解至超纯水至约100g，记录样品及稀释液质量。溶液直接进样，同时配制标准溶液，外标法定量。根据稀释液及样品质量计算样品中离子含量。
空白与最低点标曲叠加：
外标曲线：
外标溶液各浓度叠加图：
峰面积响应值
离子 | 保留时间(min) | 峰高(μS) | 峰面积 | 浓度(mg/kg) |
(μS·s) | ||||
Cl- | 7.139 | 0.032 | 0.334 | 0.01 |
7.123 | 0.057 | 0.609 | 0.05 | |
7.141 | 0.196 | 2.106 | 0.2 | |
7.137 | 0.450 | 4.811 | 0.5 | |
7.142 | 1.854 | 19.892 | 2 | |
7.150 | 4.737 | 50.627 | 5 | |
SO42- | 19.832 | 0.015 | 0.400 | 0.01 |
19.848 | 0.021 | 0.592 | 0.05 | |
19.863 | 0.067 | 1.926 | 0.2 | |
19.826 | 0.132 | 3.779 | 0.5 | |
19.827 | 0.502 | 14.381 | 2 | |
19.727 | 1.254 | 35.874 | 5 |
硫酸根离子的外标曲线方程与相关系数
离子 | 方程 | 相关系数 |
Cl- | Y=10.0958X+0.0058 | 0.9998 |
SO42- | Y=7.1032X+0.305 | 0.9999 |
从表中可知氯离子与硫酸根在一定的浓度区间内与电导信号呈较好的一次线性关系，氯离子相关系数为0.9998，硫酸根相关系数为0.9999。
实际样品测试及其重复性：
将配制的样品在已知的色谱条件下连续进样6次，计算固体样品中含量，并进行重复性计算：
表3 离子的定量重复性（n=6）
样品 | 氯离子含量 （溶液，ppm） | 氯离子含量 （固体，ppm） | 硫酸根含量 （溶液，ppm） | 硫酸根含量 （固体，ppm） |
样品 | 0.024 | 11.827 | 1.044 | 510.048 |
0.025 | 12.072 | 1.040 | 508.386 | |
0.024 | 11.730 | 1.028 | 502.472 | |
0.024 | 11.827 | 1.016 | 496.412 | |
0.024 | 11.583 | 1.036 | 506.480 | |
0.024 | 11.632 | 1.016 | 496.461 | |
RSD(%) | 1.474 | 1.474 | 1.178 | 1.178 |
从表中可知，两种离子的RSD均小于2%。
加标回收率测试
将实际样品分为两份，其中一份加入已知浓度的标准溶液。将加标前与加标后的溶液进样（分别6次），计算回收率。
离子 | 原始浓度 | 原始浓度平均值 | 加标后理论浓度 | 加标后浓度 | 加标后浓度平均值 | 回收率% |
Cl- | 0.024 | 0.024 | 0.073 | 0.076 | 0.075 | 102.664 |
0.025 | 0.076 | |||||
0.024 | 0.075 | |||||
0.024 | 0.075 | |||||
0.024 | 0.075 | |||||
0.024 | 0.076 | |||||
SO42- | 1.044 | 1.030 | 1.069 | 1.085 | 1.090 | 101.903 |
1.040 | 1.092 | |||||
1.028 | 1.102 | |||||
1.016 | 1.094 | |||||
1.036 | 1.083 | |||||
1.016 | 1.082 |
氯离子回收率为102.66%，硫酸根回收率为101.90%，均处于95%~105%区间。
方法检出限：
按照最低浓度的标液进样7次，计算其标准偏差（SD）值的3.143倍为方法检出限（MDL）。计算得知氯离子的方法检出限为1.839ppb。硫酸根的方法检出限为3.002ppb。
离子 | Cl- | SO42- |
7次平行进样结果(ppm) | 0.059 | 0.0805 |
0.059 | 0.0828 | |
0.060 | 0.0808 | |
0.060 | 0.0805 | |
0.060 | 0.0802 | |
0.059 | 0.0804 | |
0.061 | 0.0799 | |
MDL(ppb) | 1.839 | 3.002 |
仪器检出限：
采集30min基线，确定基线噪声、基线漂移及仪器检出限。
采集30分钟基线，记录噪声的最大峰高值hN（0.00082μS），记录0.5ppm的氯离子峰高为h（0.450μS），仪器检出限（IDL） =0.5*3* hN /h。
计算得IDL=2.73ppb
离子 | 基线漂移(μS) | 基线噪声(μS) | 0.5ppmCl峰高(μS) | 仪器检出限(ppb) |
Cl- | 0.003 | 0.00082 | 0.450 | 2.73 |
结语：
使用RPIC-2017型离子色谱仪测定碳酸锂中的Cl-、SO42-，基线噪声、基线漂移低，灵敏度高，线性、重现性、回收率较好。