直接进样测定车用尿素溶液中微量钾的色谱条件探讨.doc

直接进样测定车用尿素溶液中微量钾的色谱条件探讨

摘要：采用离子色谱法比对分析了车用尿素溶液中微量钾离子，选用MetrosepC3-250色谱柱，5mmol/L硝酸为淋洗液，非抑制电导模式和选择IonPacCS17色谱柱，甲烷磺酸为淋洗液，梯度淋洗，外接水抑制电导模式，均可以直接进样分析车用尿素溶液中的K+。抑制测定方法和非抑制测定方法检出限分别为0.0025μg/mL和0.0073μg/mL，定量限分别为0.0042μg/mL和0.012μg/mL，满足ISO22241标准中K+分析要求，具有无试剂干扰，操作简便的特点。

关键词：车用尿素，钾离子，离子色谱，MetrosepC3-250色谱柱，IonPacCS17色谱柱

车用尿素溶液是近年来兴起的柴/汽油车辆减排技术的——“选择性催化还原”（SCR）还原剂。在SCR技术中，尿素溶液被压缩空气喷洒向热的发动机高温尾气，气化后产生还原效率高的氨气，氨气与发动机尾气的氮氧化物（NOx）在SCR反应器中，转化为无害的水蒸汽和氮气，同时吸收了有害的烟气颗粒，从而减少柴/汽油车尾气排放的NOx和颗粒物（PM），降低形成光化学有毒烟雾和悬浮于空气中具有诱变致癌作用的微尘，保证车辆尾气达到国Ⅳ排放标准要求[1,2]。而金属离子（钙、铁、铜、锌、铬、镍、镁、钠、钾、铝）可以使SCR催化剂中毒失活，降低NOx的转化率，特别是钾离子（K+）对催化剂的失活作用最为突出[2]，因此指标控制甚严，要求不大于0.5μg/mL。目前国内尚无车用尿素溶液行业标准，地方标准及企业标准中金属离子分析也均是参照ISO22241，以电感耦合等离子体-HYPERLINK"http://www.sepu.net/product/list.asp?proclass=0&keyword=原子发射光谱仪&ji=1"原子发射光谱仪(ICP-OES)分析为主[3]；为检验数据的准确性，我们对部分指标（钙、镁、钠、钾）用离子色谱(IC)进行了比对，重点对车用尿素溶液中K+分析条件进行了探讨，用两种样品处理方式进行了加标验证，对两种不同的色谱柱与相应的淋洗液进行了考察。实验比对认为，离子色谱法样品处理无须另加试剂，干扰少；尿素溶液直接进样，更为简便；两种检测结果一致，无显著性差异；同时通过数据比对，优化了HYPERLINK"http://www.sepu.net/product/list.asp?proclass=0&keyword=ICP-OES&ji=1"ICP-OES测定十种金属离子预处理条件。

1．实验部分

1.1试剂

HYPERLINK"http://www.sepu.net/product/list.asp?proclass=0&keyword=甲烷磺酸&ji=1"甲烷磺酸（MSA）、HYPERLINK"http://www.sepu.net/product/list.asp?proclass=0&keyword=硝酸&ji=1"硝酸（HNO3）、HYPERLINK"http://www.sepu.net/product/list.asp?proclass=0&keyword=盐酸&ji=1"盐酸（HCl）为优级纯，购自国药集团；10种元素标准溶液（钙、铁、铜、锌、铬、镍、镁、钠、钾、铝），浓度均为1mg/mL，购自国家标准物质中心。所有用水均为超纯水（电阻18.2MΩ/cm）或无离子水。

1.2仪器及工作条件

瑞士万通公司811ProfessionalIC离子色谱仪(含柱温箱)，电导检测器；旋转式填床型化学抑制单元（再生：100mmol/LH2SO4）以及MagICNet，HYPERLINK"http://www.sepu.net/product/list.asp?proclass=0&keyword=色谱工作站&ji=1"色谱工作站；MetrosepC3-250阳离子色谱柱；柱温25℃，淋洗液：5mmol/LHNO3；流速0.70mL/min；进样体积20μL。

美国HYPERLINK"http://www.sepu.net/Shop/Shop.asp?ID=15599"戴安公司ICS-2500型离子色谱仪(含柱温箱、电导检测器)，IonPacCS17色谱柱,柱温25℃，EG产生MSA；梯度淋洗，0-21.0min1mmol/L；21.1-26.0min20mmol/L;；26.1-30.0min1mmol/L；CSRS阳离子抑制器，外接水模式；进样体积50μL。

美国热电公司IRISAdvantage1000ICP-OES；THERMOSPEC工作站；无机进样系统，
雾化器压力30psi，功率1150W，辅助气流量1.5L/min，高波积分时间5s，低波积分