多孔石墨碳柱分离常见七种无机阴离子的动态复合离子交换模型

doi:10.16026/j.cnki.iea.2025040300

离子交换与吸附 ›› 2025, Vol. 41 ›› Issue (04) : 300 -307. DOI: 10.16026/j.cnki.iea.2025040300

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摘要

多孔石墨碳柱不仅耐受pH值为0～14的流动相体系，且耐高温，机械强度高，不易因淋洗液极性改变而发生溶胀或收缩，其稳定性较聚合物及硅胶基质更好。文章基于多孔石墨化碳（PGC）可用于极性物质和离子化合物分离的特点，以Thermo Hypercarb多孔石墨碳柱为分析柱，选择了2种常见试剂作为添加剂，即四丙基氢氧化铵（TPAOH）和四丁基氢氧化铵（TBAOH）。在碳酸盐体系下探究其对水中常见7种阴离子(F^-、Cl^-、Br^-、NO₂^-、NO₃^-、SO₄^2-、PO₄^3-)保留效果的影响，同时考察了具有立体构型的N,N,N-三甲基-1-金刚烷基氢氧化铵（N,N,N-TMAdOH）对阴离子在PGC柱上的保留影响。建立了一种新型离子色谱分析体系，并探究了新体系的分离机理。实验结果表明：PGC柱-改性剂体系下，7种无机阴离子在PGC柱上得以分离的机理属于动态复合离子交换模型，改性剂在流动相中会与阴离子结合生成络合物，同时改性剂疏水的一端吸附于多孔石墨化碳表面，而另一端与阴离子结合形成络合物。3种添加剂的拟合结果表明，其R²值基本可达0.99以上。该模型是一种不同于传统离子交换或离子对色谱的分离模式。通过选择合适的改性剂，可在PGC柱上实现多种常见阴离子的分离。