JPH01265156A - イオンクロマトグラフィー法における被験水中のケイ酸イオンの濃縮方法 - Google Patents

イオンクロマトグラフィー法における被験水中のケイ酸イオンの濃縮方法

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JPH01265156A
JPH01265156A JP9397188A JP9397188A JPH01265156A JP H01265156 A JPH01265156 A JP H01265156A JP 9397188 A JP9397188 A JP 9397188A JP 9397188 A JP9397188 A JP 9397188A JP H01265156 A JPH01265156 A JP H01265156A
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JP
Japan
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water
column
silicic acid
ion
tested
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JP9397188A
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English (en)
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Kenji Yabe
屋部 憲治
Chikayasu Yamazaki
山崎 親康
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Toray Industries Inc
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Toray Industries Inc
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  • Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、水中に含まれているケイ酸イオン(ト13
sic)s−)をイオンクロマトグラフィー法を用いて
定量分析するときに使用する、ケイ酸イオンの濃縮方法
に関する。
従来の技術 たとえば、ボイラに使用する水には、効率の向上や装置
保護の観点から、また、半導体工業で使用する水には、
製品の収率の向上や製品の信頼性の向上の観点から、全
二酸化ケイ素の濃度の低いものが要求されている。しか
して、水中の全二酸化ケイ素の量はケイ酸イオンとして
定量することができる。
さて、水中のケイ酸イオンの分析には、従来、JIS 
 KOlolに【1(じた、モリブデン青吸光光度法が
用いられている。この方法は、水中に溶存しているケイ
酸イオンが酸性領域においてモリブデン酸アンモニウム
と反応してモリブデン黄を生成することを利用し、その
モリブデン黄を4−アミノ−3−ヒドロキシ−1−ナフ
タレンスルホン酸等の還元剤で還元することによってモ
リブデン肖となし、その吸光度を測定することによって
ケイ酸イオンを定量するものである。しかしながら、こ
の方法は、試験水の交換や反応槽の洗浄等に時間がかか
るばかりか、反応系に設けられる弁等に反応試薬か析出
して結晶化するなど、保守性に問題があり、装置も大が
かりになるという問題がある。
一方、別の方法としてイオンクロマトグラフィー法があ
る。この方法は、たとえば[^nalyticalLe
tters J 、17 (A15 ) 、第1743
 N1751頁(19B4年〉、rAnalytica
l ChcmistryJ 、Vol、57、N011
、第258〜262頁(1985年)に記載されている
ように、ケイ酸イオンの吸着にイオン交換樹脂を充填し
た分離カラムを用い、また、イオン交換樹脂からのケイ
酸イオンの溶離に水酸化カリウムを用い、被験水を、分
離カラムに、その分離カラムの上流側で水酸化カリウム
中に添加、導入し、イオン交換樹脂に吸着されたケイ酸
イオンを水酸化カリウムで溶離し、その溶離液に含まれ
ているケイ酸イオンを分離カラムで伯の成分と分離した
後、電気伝導度検出器を用いて定量するものである。し
かしながら、この方法による場合は、被験水の導入量が
多いときに水の吸着バンドが広がるために、その吸着バ
ンドにケイ酸イオンの吸着バンドが埋もれてしまうとい
う問題がある。ぞのため、ケイ酸イオンの検出下限は、
5iOzとしてせいぜい50pI)bにすぎない。もし
、水の吸むバンドによる影響を減らすことができれば、
検出下限界、すなわち感度はもつと向上する。
発明が解決しようとりる課題 この発明の目的は、上記従来のイオンクロマトグラフィ
ー法における上述した問題点を解決し、水中のケイ酸イ
オンを、より低い検出下限界、すなわち、より高感度で
分析するために、定量に先立って被験水中のケイ酸イオ
ンを濃縮する方法を提供するにある。
課題を解決するための手段 上述した目的を達成するために、この発明においては、
被験水を、四級アンモニウム基を交換基とする陰イオン
交換樹脂を内蔵する濃縮カラムに導入して上記被験水中
に含まれているケイ酸イオンを上記イオン交換樹脂で吸
着し、濃縮する工程と、上記濃縮カラムに対する被験水
の導入を停止した後、その濃縮カラムに電解質溶離液を
導入し、上記イオン交換樹脂に吸着されているケイ酸イ
オンを溶離する工程とを含むことを特徴とする、イオン
クロマトグラフィー法にお【ノる被験水中のケイ酸イオ
ンの濃縮方法が提供される。
この発明をイオンクロマトグラフィー法とともに詳細に
説明するに、この発明においては、まず、被験水を、四
級アンモニウム基を交換基とする陰イオン交換樹脂を内
蔵する濃縮カラムに通し、被験水中に含まれているケイ
酸イオンを上記イオン交換樹脂で吸着し、濃縮する。濃
縮したケイ酸イオンは、ei縮カラムに対する被験水の
導入を停止した後、その濃縮カラムに、好ましくは被験
水の流れ方向とは逆の方向力)ら電解質溶離液を導入し
て溶離し、俊述するケイ酸イオン分析器へと導く。
なお、電解質溶離液を被験水の流れ方向とは逆の方向か
ら流すのは、そうしたほうが、同方向に流す場合よりも
分析精度が向上するからである。
上記において、四級アンモニウム基を交換基とする陰イ
オン交換樹脂とは、補強用ポリマー、たとえばポリエチ
レンを島成分とし、イオン交換用ポリマー、たとえばト
リメチルアンモニウムメチル化ポリスチレンを海成分と
する多芯海島を複合繊維や、スヂレンとジビニルベンゼ
ンとの共重合体、アクリレート系樹脂、メタアクリレー
ト系樹脂等に、イオン交換基としてトリメチルアミンを
導入したようなものである。上記トリメチルアミンのメ
チル基の一部がアルカノール基で置換されているような
ものであってpよい。
−また、電解質溶離液と1では、水酸化カリウム、水酸
化ナトリウム、水酸化リチウム等のアルカリ金属塩の水
溶液や、エチレンジアミン等のアミンの水溶液や、安息
香酸、ヒドロキシ安息香酸、フタル酸等の有機酸の塩の
水溶液と上記アルカリ金属塩の水溶液との混合溶液など
を使用することができる。また、安息香酸ナトリウム、
安息香酸カリウム、ヒドロキシ安息香酸ナトリウム、ヒ
ドロキシ安息香酸カリウム、フタル酸カリウム、フタル
酸水素カリウム、クエン酸カリウム等の有1mのアルカ
リ金属塩の水溶液と上記アルカリ土属塩の水溶液との混
合溶液を使用することもできる。
さて、溶離したケイ酸イオンは、ケイ酸イオン分析器に
運び、被験水中に含まれていたケイ酸イオンを定は的に
分析する。
グ゛イ酸イオン分析器は、ケイ酸イオンとそれ以外の他
の成分とを分離するための分離カラムと、電気伝導度か
らケイ酸イオンを定量するための検出器とからなってい
る。もつとも、電気伝導度検出器のほかに、ポーラログ
ラフィ、アンペロメトリ、クーロメトリ等の電気化学的
手法による検出器や、吸光光度計、原子吸光光度計等を
使用することができる。
実施態様 第1図において、切替弁1には、圧力ダンパ12および
ポンプ2を介して被験水貯槽3が接続されている。切替
弁1は、6個のポートa〜「を備えた6方切替弁であり
、上記圧力ダンパ12およびポンプ2はポートaに接続
されている。
切替弁1には、また、ぞのポートdに、ポンプ4および
圧カダンバ5を介して電解質溶離液貯槽6が接続されて
いる。
さらに、切替弁1には、そのボートb、e間に、四級ア
ンモニウム基を交換基とする陰イオン交換樹脂を内蔵し
た濃縮カラム7が接続されている。
さらにまた、切替弁1には、そのポートCにケイ酸イオ
ン分析器8が接続されている。このケイ酸イオン分析器
8は、互いに直列に接続された、分離カラム9と電気伝
導度検出器10とを備えている。なお、切替弁1と、濃
縮カラム7およびケイ酸イオン分析器8は、ともに恒温
槽11に入れられ、分析中、それらを30〜60″Cの
範囲の一定温度に保つことができるようになっている。
上述した装置を用いたケイ酸イオンの分析は、次のよう
にして行う。
すなわら、まず、被験水貯槽3から、被験水を、ポンプ
2によって、圧力ダンパ12を介し、さらに切替弁1の
ポートa、bを介して濃縮カラム7に導入し、被験水中
に含まれているり゛イ酸イオンを、濃縮カラム7に内蔵
されているイオン交換樹脂で吸着し、濃縮する。濃縮カ
ラム7を通った被験水け、切替弁1のポートe、fを介
して系外に導出される。このとき、切替弁1のポートd
には、電jyi′質溶対1液貯槽6から、ポンプ4によ
って、圧カグンパ5を介して電解質溶離液が導入され、
ざらにポー1− Cから導出されている。導出された電
解質溶離液は、ケイ酸イオン分析器8へと導かれる。
次に、切替弁1を切り苔えて濃縮カラム7に対する被験
水の導入を停止1゛るとともに、電解質溶離液貯槽6か
ら切替弁のポートd、cを通っていた電rJ’i′fJ
溶離液の流れを、切替弁1のポートd、eを通って濃縮
カラム7中を被験水の流れ方向とは逆方向に流れ、ざら
にポー1〜b、cを通ってケイ酸イオン分析器8へと至
る流れに変える。このとき、被験水は、切替弁1のボー
トa、fを通って係外に導出される。
濃縮カラム7のイオン交換樹脂に吸着されていたケイ酸
イオンは、流れを切り替えられた電解質溶離液によって
溶離され、ケイ酸イオン分析器8の分離カラム9に運ば
れる。この分離カラム9では、ケイ酸イオンとそれ以外
の成分とが分離され、次の電気伝導度検出器10によっ
て被験水中に含まれていたケイ酸イオンが定量的に分析
される。
実施例 四級アンモニウム基を交換基とする、東し株式会礼製繊
維状陰イオン交換樹脂TlN−200を、内径3mm、
長さ’lQmmの濃縮カラムに50mg充填した。上記
イオン交換樹脂は、トリメチルアンモニウムメチル化ポ
リスチレンからなるものである。
次に、上記濃縮カラムを第1図に示した装置に組み込み
、その濃縮カラムに、低温度のケイ酸イオンを含む被験
水を0.5ml/分の速度で流した。
流量は、5ml、7.5ml、10m1の3種類とした
次に、電解質溶離液として0.25mol /lの水酸
化カリウム水溶液を用い、その水溶液を、被験水を流し
た方向とは逆の方向から1.2ml/分の速度で濃縮カ
ラムに導入し、さらに分離カラム(東ソー株式会社製−
rsK  I CAnion PW )に導き、これを
横河電機株式会社製イオンクロマトアナライリ゛1c1
00の電気伝導度検出器に導いてケイ酸イオンを分析し
た。分析結果を、第2図に示す。第2図において、縦軸
のCは被験水中にお【ノるSiO2としてのケイ酸イオ
ン&i度であり、横軸のEは電気伝導度(ピーク値)で
ある。
第2図から、この発明の方法を適用すれば、より低m度
のケイ酸イオンでも粘度よく分析することができること
がわかる。
発明の効果 この発明の方法は、四級アンモニウム基を交換基とする
陰イオン交換樹脂を内蔵する濃縮カラムを用いて被験水
中のケイ酸イオンを吸着、濃縮し、それを電解質溶離液
で溶離して定量に供するから、実施例にも示したように
、水中のケイ酸イオンを、低い検出下限界、すなわら高
感度で分析することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明の一実施態様をイオンクロマトグラ
フィー法とともに示す概略ブロック図、第2図は、実施
例におりるケイ酸イオンの分析結果を示すグラフである
。 1:切首弁 2:ポンプ 3:被験水貯槽 /l:ポンプ 5:圧カダンバ 6:電解71溶離液貯槽 7:濃縮カラム 8:ケイ酸イオン分析器 9:力対lカラム 10:電気伝導度検出器 11:恒温槽 12:圧力ダンパ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 被験水を、四級アンモニウム基を交換基とする陰イオン
    交換樹脂を内蔵する濃縮カラムに導入して前記被験水中
    に含まれているケイ酸イオンを前記イオン交換樹脂で吸
    着し、濃縮する工程と、前記濃縮カラムに対する被験水
    の導入を停止した後、その濃縮カラムに電解質溶離液を
    導入し、前記イオン交換樹脂に吸着されているケイ酸イ
    オンを溶離する工程とを含むことを特徴とする、イオン
    クロマトグラフィー法における被験水中のケイ酸イオン
    の濃縮方法。
JP9397188A 1988-04-15 1988-04-15 イオンクロマトグラフィー法における被験水中のケイ酸イオンの濃縮方法 Pending JPH01265156A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007292620A (ja) * 2006-04-26 2007-11-08 Shimadzu Corp 流路切換えバルブ、それを用いた高速液体クロマトグラフ及び分析方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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