Monitoring Ion Exchange Chromatography with Affordable Flame Emission Spectroscopy
Monitoring Ion Exchange Chromatography with Affordable Flame Emission Spectroscopy
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使用经济实惠的火焰发射光谱仪监测离子交换色谱
DOI：
10.1021/acs.jchemed.2c00455
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发表时间：
2022
影响因子：
3
通讯作者：
Reber, David
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Thurston, Jonathan R.;Marshak, Michael P.;Reber, David
突出研究的跨学科性质，我们提出了一系列的本科实验室课程，教制备离子交换色谱和火焰发射光谱的原理实验。通过这些基于探究的实验，学生了解实验设计和仪器的局限性，自然地将一般化学原理与分析和物理化学以及材料科学联系起来。我们的目标是设计实验参数，允许定量离子交换在小规模上，并监测交换与光谱。我们开发的小占地面积，廉价的火焰发射光谱设置可用于准确测定样品中碱金属离子的相对浓度，同时也适用于更简单的实验，这使得它可以用于各种类别。在能源研究的示范中，我们然后对氧化还原液流电池电解质进行所提出的实验，以研究阳离子选择对电池性能的影响。
Highlighting the interdisciplinary nature of research, we present a series of experiments for undergraduate lab courses that teach the principles of preparative ion exchange chromatography and flame emission spectroscopy. Through these inquiry-based experiments, the students learn about experimental design and instrument limitations, naturally connecting general chemistry principles with analytical and physical chemistry and materials science. The goal is to devise experimental parameters that allow quantitative ion exchange on a small scale, and to monitor the exchange with optical spectroscopy. The small-footprint, inexpensive flame emission spectroscopy setup we developed can be used to accurately determine relative concentrations of alkali metal ions in a sample, while also being suitable for simpler experiments, which allow it to be employed in a variety of classes. In a demonstration for energy research, we then perform the presented experiments on redox flow battery electrolytes to investigate the influence of the cation choice on battery performance.
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