CN104569280A - 多电极电解装置和方法 - Google Patents

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Abstract

一种电解装置，包括：一个中央的样品流动通道，第一和第二再生物流动通道，布置在所述样品流动通道与第一和第二再生物流动通道之间的第一和第二带电屏障，以及多对带相反电荷的、间隔开的、布置在这些再生物流动通道中的电极。还描述了具有不同的电极构型的电解装置。还描述了使用这些装置的方法，例如用于在一个离子色谱系统中进行抑制。

Description

多电极电解装置和方法
发明背景
在美国专利4,999,098或5,352,360中描述了一种夹层式电解抑制器，该电解抑制器由限定了三个通道的两个相同电荷的膜组成。中央通道是样品流动通道，而外部两侧的通道是再生物流动通道。电流在放置于这些再生物流动通道的每一个中的电极之间通过，以辅助在再生物流动通道中从水分裂反应产生电解离子，即水合氢离子和氢氧根。典型地具有与膜离子交换筛网相同电荷的离子交换筛网放置在这三个通道的每一个中。含有待分离的具有正或负一种电荷的分析物离子的样品的一种水性洗脱液流在一种水性洗脱液中流动通过该样品流动通道。电解离子交换对于样品分析物离子的洗脱液抗衡离子，由此将洗脱液转化为抑制的(弱电离的)形式。样品分析物抗衡离子也交换电解离子。例如，对于用氢氧化钠作为洗脱液的阴离子分析，钠离子(样品抗衡离子)用水合氢离子进行交换，由此将氢氧化钠转化为水。在上述设置中，抑制器在阳极供应水合氢离子，这些水合氢离子流动通过相邻的带负电的磺化膜以将样品流中的钠离子移除到阴极侧上。这种电解抑制器在离子去除方面具有定向性。换言之，对于阴离子分析而言，离子移动是在一个从阳极到阴极的方向上。
发明内容
本发明的一个实施例为一种电解装置，包括(a)一个中央的样品流动通道，该样品流动通道具有一个入口和一个出口；(b)一个第一再生物流动通道，该第一再生物流动通道具有一个入口和一个出口；(c)一个第二再生物流动通道，该第二再生物流动通道具有一个入口和一个出口；(d)一个第一带电屏障，该第一带电屏障具有可交换的离子、能够使带正或负一种电荷的离子通过并且能够阻挡主体液体流动、布置在所述样品流动通道与第一再生物流动通道之间；(e)一个第二带电屏障，该第二带电屏障具有可交换的离子、能够使带有与所述第一带电屏障可交换离子相同正或负电荷的离子通过并且能够阻挡主体液体流动、布置在所述样品流动通道与所述第二再生物流动通道之间；(f)一个第一对的第一和第二间隔开的电极，该第一对电极布置在所述第一再生物流动通道中；以及(g)一个第二对的第三和第四间隔开的电极，该第二对电极布置在所述第二再生物流动通道中。
在另一个实施例中，上述电解装置用在一种电解方法(例如，抑制)中。该方法包括：(a)使一个电流在具有彼此相反电荷的该第一与第二电极之间通过；(b)使一个电流在具有彼此相反电荷的该第三与第四电极之间通过；并且(c)使一种含有样品的水性液体流流动通过该样品流动通道。
根据本发明的电解装置的第二实施例包括：(a)一个中央的样品流动通道，该样品流动通道具有一个入口和一个出口；(b)一个布置在所述中央的样品流动通道中的第一电极；(c)一个第一再生物流动通道，该第一再生物流动通道具有一个入口和一个出口；(d)一个第二再生物流动通道，该第二再生物流动通道具有一个入口和一个出口；(e)一个第一带电屏障，该第一带电屏障具有可交换的离子、能够使带正或负一种电荷的离子通过并且能够阻挡主体液体流动、布置在所述样品流动通道与第一再生物流动通道之间；(f)一个第二带电屏障，该第二带电屏障具有可交换的离子、能够使带有与所述第一带电屏障可交换离子相同正或负电荷的离子通过并且能够阻挡主体液体流动、布置在所述样品流动通道与第二再生物流动通道之间；以及(g)相应地布置在所述第一和第二再生物流动通道中的第二和第三电极。
在另一个实施例中，该第二电解装置用在一种电解方法中，该方法包括：(a)使电流在具有彼此相反极性的所述第一与第二电极之间以及在具有彼此相反极性的所述第一与第三电极之间通过，所述第二和第三电极具有相同的极性；并且(b)使一种含有样品的水性液体流流动通过所述样品流动通道。
附图简要说明
图1是本发明的电解装置的一种两通道实施例的示意图。
图2是本发明的电解装置的一种三通道实施例的示意图。
图3A和3B分别是图1的装置的矩形电极构型的顶部和底部视图。
图4A和4B展示了具有不同极性的图1的装置的圆形电极构型。
图5A和5B展示了根据本发明的电极的电极场线。
图6A展示了一个阳离子交换表面的消耗和再生循环，而图6B展示了对于图1和2的装置的电解反应。
图7A、7B和7C展示了用于根据本发明的图1和2的电解装置的一个阳离子交换表面的离子交换消耗和再生的示意图。
图8展示了具有依照本发明的三电极构型的本发明装置。
图9和10展示了使用本发明的电解装置的实验结果。
贯穿附图，类似的参考数字指代对应的部分。
实施方式的详细说明
在一个实施例中，本发明的电解装置用作在一个抑制器离子色谱系统中的电解抑制器。抑制器的目的是降低分析流背景的电导率和噪音，同时增强分析物的电导率(即，提高信噪比)，同时保持色谱效率。
用于进行本发明的简化的设备是类似于在美国专利号5,352,360的图1中图解的抑制型离子色谱系统，该专利通过引用而结合。该系统包括一个色谱分离器，典型地处于用色谱分离介质填充的色谱柱的形式。在一个实施例中，此类介质是处于离子交换树脂的填充床的形式。在另一个实施例中，该分离介质是基本上不具有永久附接的离子交换位点的一种多孔疏水色谱树脂。另一种系统用于如在美国专利号4,265,634中描述的流动相离子色谱(MPIC)。使一种形成离子交换位点的化合物，包括疏水部分和离子交换位点，穿过该柱并且反向吸附到树脂中以产生离子交换位点。
如在'360专利的图1中所示，与该色谱柱串联安排的是一个夹层膜抑制器，该夹层膜抑制器用于将来自柱的洗脱液的电解质的电导率抑制到弱电离形式但是不抑制所分离的离子的电导率。
来自抑制器的流出物被引导到一个检测器，优选处于流通式电导池的形式，用于从其中检测所有解析的(分离的)离子种类。一个适合的样品，例如含有用于阴离子分析的分析物阴离子，是通过一个样品注入阀供应的并且在一种洗脱液溶液中穿过该系统，例如从一个洗脱液来源(例如储器)由泵抽出的一种碱(如氢氧化钠)的水溶液。洗脱液流可以包括样品分析物和显影剂电解质。显影剂电解质的一个实例可以是阳离子氢氧化物。离开分离柱的色谱流出物溶液被引导到抑制器，其中该电解质被抑制，即转化为弱导电的电离形式。抑制之后，具有分离的离子种类的色谱流出物通过电导池。
在该电导池中，离子种类的存在产生了与离子物质量成比例的电子信号。该信号典型地从该池引导到电导计，由此允许检测分离的离子种类的浓度。
来自电导池的流出物可以被引导到在一个夹层膜抑制器中该样品流动通道两侧的流通式检测器流出物通道。在下文中将详细描述该抑制器。检测器流出物可以流动通过一个分路阀或三通阀，该分路阀或三通阀将该检测器流出物分离到两个不同的导管中并且将该检测器流出物供应到该抑制器的检测器流出物流通通道然后到废物。替代地，检测器流出物可以顺序地流动通过检测器流出物腔室然后到废物。色谱流出物从色谱柱流动到抑制器，并且从抑制器装置流动到电导检测器。
参考'360专利的图2-5，一个装置以夹层抑制器的形式进行图解，该抑制器包括一个中央的色谱流出物流动通道，该通道在两侧通过离子交换膜限定，在这些离子交换膜的外部是两个侧面的检测器流出物流动通道。该抑制器包括一个处于色谱流出物隔室形式的色谱流出物流动通道，部分地由一个限定中央空腔的色谱流出物垫片限界。处于色谱流出物筛网形式的流通式离子交换材料(未展示)安置在该空腔中。膜片被安装为沿色谱流出物筛网的相对侧面延伸，并且与该垫片一起限定该色谱流出物流动通道的外周边。离子交换膜片可以为如在'360专利中披露的类型。对流出物向该流出物流动通道的入口和出口提供了开口。膜片可以由能够使具有正或负一种电荷的离子通过并且能够阻挡主体液体流动的任何屏障替代。
在'360专利的装置中，检测器流出物垫片被安装到该膜片的相面对的表面并且限定了检测器流出物流动通道。流通材料可以提供在检测器流出物流动通道中，例如，以带电或不带电的筛网的形式。对穿过这些检测器流出物垫片的入口和出口检测器流出物流动提供了开口。
本发明的电解装置的结构和功能，除了电极的结构和功能以外，可以总体上与'360专利的图2-5的夹层式抑制器的结构和功能相同，该专利通过引用结合。如上所述，在'360专利的夹层抑制器中，离子去除是定向的，即，离子从一个电极跨过限定样品流动通道的膜流动到另一个电极。这种离子流动的净效果是洗脱液抗衡离子(例如，Na+)被引导跨过仅一个膜。相比之下，本发明的在样品流动通道的相对侧上具有两个膜的装置将具有洗脱液抗衡离子从样品流动通道跨过这两个膜的流动。
缺少定向性的益处在于，该装置在离子形式和相关的溶胀方面更加统一。离子交换材料在酸与盐形式中不同地溶胀。在'360专利的电解抑制器中，由于定向性，在这两个再生物通道中存在差异式溶胀和差异的流动特性。在再循环模式中，这些溶胀差异可能影响通过每个通道的流动，尤其是当流动被分路并且每个通道用一个分流动供给时。
在此处图1和2中所示的本发明的电解装置的一个实施例中，这些电极被安排在一个交叉手指状的图案中。这种安排协助了在各阳极和阴极之间的较小区域中抑制器的再生。这种电极安排还允许使用一个单电源。另外，这种抑制器在离子运动方面不具有定向性，因为洗脱液抗衡离子将会在相反的方向被引导跨过这两个膜。这导致在这两个再生物通道中更均匀的溶胀。当使用如下的再循环时这是特别有利的：其中预期该流动在该再生物通道的两个分支中是基本相同的。同样，由于在一个具体的再生物通道之内的电极彼此紧靠，预期再生是更有效的。该装置的电阻较低，因为这些电极是紧靠的。
参考图1，图解了适合用作抑制器的一种两通道装置。电极阵列22以惰性金属导体(例如铂丝)的形式在一种交错或交叉手指状的构型中安排。电极阵列22突出到垫片18的再生物流动通道18a中。该垫片可以如在'360专利中所图解地进行构造。电极22a和22c连接到一个DC电源(未展示)的阳极(22b)和阴极(22d)。
如在图1中所图解，阵列22包括一个第一组电极22a(例如处于铂丝的形式)并还包括一个第二组电极22c，该第一组电极连接到一个与DC电源的一个端子处于电连通的共用导电支撑电极丝22b，该第二组电极连接到一个被连接到该电源的另一个端子的共用导电支撑电极丝22d。每对相邻的间隔开的电极22a和22c形成一个电极对。在工作中，电极22a和22c具有相反的电荷。如所图解的，电极22a是带正电的，而电极22c是带负电的。在阵列中的每组相邻的交错的电极构成一个电极对。优选地，阵列22包括多个电极对，例如2、3、4或更多个电极对。然而，本发明包含在这些再生物流动通道中的每一个中使用仅一个单一电极对。
图1的装置包括一个离子交换屏障12，该屏障限定两个通道，即一个由垫片14限定的洗脱液通道14a和一个由垫片18限定的再生物通道18a。这些垫片包括任选的离子交换筛网，并且暴露的离子交换表面在这些通道14a和18a中可用于传输。还有可能使用包括PEEK板的硬件来限定这些通道。
在工作中，对于阴离子分析，该电解装置中的所有离子交换材料都是阳离子交换，即具有可交换的阳离子，包括膜12。再生物通道18a可以包括或不包括离子交换材料(例如，具有可交换的阳离子交换部分的筛网)。中央的样品流动通道14a由膜12限定，其中再生物通道18a在该膜的外侧的侧面。未示出的带电的筛网可以被包括在样品流动通道14a中。当一种阳离子氢氧化物(例如氢氧化钠)洗脱液流动到该样品流动通道14a中时，用于阴离子分析的阳离子(例如，钠离子)在可用的离子交换表面(如果以筛网的形式存在)上和离子交换膜12上进行交换，造成去离子水的形成。所交换的钠离子最后出现在再生物通道18a中。在阳极22a产生的水合氢离子被驱动朝向阴极22c。在此过程中，钠离子被水合氢离子替代，由此再生膜12上的离子交换位点。钠离子最终被驱动出样品流动通道14a进入再生物通道18a并且被转化为氢氧化钠，该氢氧化钠在与通道14a中的流动逆流的方向上流出再生物通道。
在此参考图2，图解了类似于图1的两通道装置的一种三通道装置。电极阵列20和22图解为以惰性金属导体(例如铂丝)的形式在一种图2中所示、有待更详细说明的交错或交叉手指状的图案中安排。在一个实施例中的电极阵列20和22可以分别突出到垫片16的再生物通道16a中以及垫片18的通道18a中。这些垫片可以如在'360专利中图解地进行构造。这些电极连接到一个DC电源(未展示)的阳极和阴极。
如在图2中所图解的，阵列20包括一个第一组电极20a(例如处于铂丝的形式)并且还包括一个第二组电极20c，该第一组电极连接到与DC电源的一个端子处于电连通的一个共用的导电支撑电极丝20b，该第二组电极连接到与该电源的另一个端子连接的一个共用的导电支撑电极丝20d。每对相邻的间隔开的电极20a和20c形成一个电极对。在工作中，电极20a和20c具有相反电荷。如所图解的，电极20a是带正电的，而电极20c是带负电的。在阵列中的每组相邻的交错的电极构成一个电极对。优选地，阵列20包括多个电极对，例如2、3、4或更多个电极对。然而，本发明包含在这些再生物流动通道中的每一个中使用仅一个单一电极对。阵列22是与阵列20相同类型的，其中元件22a、22b、22c和22d是与元件20a、20b、20c和20d相同类型的。
在工作中，对于阴离子分析，在电解装置中的所有离子交换材料是阳离子交换，即具有可交换的阳离子，包括膜10和12以及一个在通道14中的任选的筛网(未展示)。再生物通道16a和18a可以包括或不包括离子交换材料(例如具有可交换的阳离子交换部分和/或阳离子交换树脂的筛网)。中央样品流动通道14a由膜10和12限定，其中再生物通道16a和18a在这些膜外侧的两侧。未示出的带电的筛网可以被包括在样品流动通道14a中。当一种阳离子氢氧化物(例如氢氧化钠)洗脱液流入样品流动通道14a中时，用于阴离子分析的这些阳离子(例如钠离子)在膜10和12上被交换，从而导致去离子水的形成。所交换的钠离子在两个方向上被朝向再生物通道16a和18a中的阴极20c和22c驱动。在阳极20a和22a产生的水合氢离子被朝向阴极20c和22c驱动。钠离子被水合氢离子替代，由此再生膜10和12上的离子交换位点。钠离子被驱动出样品流动通道14a进入再生物通道16a和18a并且转换成氢氧化钠，该氢氧化钠在与通道14a中的流动逆流的方向上流出再生物通道。在阴极20c与阳极20a之间的最小间隔的范围可以是从约0.001"到2"并且优选从约0.03"到0.3"。这个间隔还可以相对于阴极22c和阳极22a使用。
本装置超过现有技术装置的益处包括离子交换膜10和12的更均匀和更有效的再生。而且，在通道14a中的样品流动中没有产生气体。再生物通道16a和18a具有氢气和氧气两者，它们可以通过气体去除装置来去除。根据本发明，有利的是再生一个装置的较小的区段而不是再生整个装置。在这两个再生物通道中的电极可以通过一个单一的电源或通过一个电池或电源阵列来供电。该装置可以被配置为并联，使得20a和22a均电连接到该电源的一个输出端并且使得20c和22c也均电连接到该电源的不同的输出端。
在另一个实施例中，可以使用多于一个电源。例如，一个第一电源可以电连接到再生物通道16a的阴极和阳极，而一个第二电源可以电连接到再生物通道18a的阴极和阳极。在一个替代实施例中，该电源可以被配置为施加一个电压，该电压导致在两个电极之间流动的电流。
应当注意，电流的一个实质性的部分在20a与20c之间以及在22a与22c之间流动，因为在一个具体再生物通道中在电极之间的间隙中相对较低的电阻。本发明也可应用于阳离子分析。在此，该电解装置的这些元件的极性将被反转。
图3A展示了矩形电极对(20a和20c)的一个阵列，该阵列具有与再生物通道18a上的离子交换筛网或膜进行接触的具体构型。这些电极的靠近有助于离子交换筛网和膜的再生。图3B展示了在膜12或筛网(未展示)顶部上的电极的底视图。接近膜或筛网、或直接与其接触地进行放置的目的是有助于离子交换表面的再生。当这些电极对连接到一个电源(未展示)时，在该阵列中的所图解的电极对在每行电极中具有交替的电荷。
图4A展示了在与图3A相同的空间关系和极性排列中的圆形电极。类似与图3A，这些电极与再生物通道中的再生物筛网或离子交换膜进行接触。这些具有相反极性的电极的靠近确保了离子交换表面的良好的再生。在用于阴离子分析的工作中，电解产生的水合氢离子使用离子交换介质(筛网和/或膜)被驱动朝向阴极。在此过程中，离子交换表面(筛网和/或膜)的那个区域被再生。在阴极处，电解产生的氢氧根离子可用于与所传输的水合氢离子反应并形成水。在此实例中，当存在时，洗脱液抗衡离子也可以被驱动朝向阴极并且作为碱离开电极。另外的离子交换是由于再生物的流动而进行的，并且发生进一步的再生。例如，被去除到溶液中的碱可以用周围的水合氢离子交换洗脱液抗衡离子，由此进行抑制。这确保了洗脱液抗衡离子从再生物通道被去除。实质上，这导致洗脱液的抑制和分析物向导电形式的转换。
图4B展示了这些电极的一个优选的取向，用于以邻近串接阳极线的串接阴极线辅助完全再生。这种设计的益处是在抑制器再生物通道之内的更均匀的再生。优选该洗脱液通道的出口端靠近该电极的阳极区。这确保了分析物向受抑制形式的完全转化。在阳极和阴极发生的反应类似于对图4A所描述的那些。再生物流动是从阳极区到阴极区，以确保该碱的完全去除并确保分析物离子以导电形式被检测到。
图5A展示了空间中的两个点电荷以及在这两个电荷之间的相应的电场线。按照惯例，场线从空间中的正电荷画出，因此这些线展示为从正电荷发射并且朝向负电荷。
图5B展示了两个电极及其相应的场线。这些场线限定了电荷或离子在该电场中的传输路径。在电极附近的离子将按照场线被吸引到具有相反极性的电极。较强的场线相对于较弱的场线将具有较高的传输。本发明图解的实施例使用这种构型。在本发明中的离子交换提供对于离子的传输路径。例如，在阴离子分析过程中，在一种抑制器构型中，离子交换剂具有阳离子交换功能并且传输阳离子。在这个实施例中，洗脱液和样品阳离子的路径为朝向相反极性电极，即阴极，遵循如在图5B中图解的场线。这些阳离子经由阳离子交换膜去除，造成将洗脱液抑制为弱电离的形式。此反应所要求的水合氢离子也被传输跨过离子交换膜并且也遵循从阳极发射并朝向阴极的场线。
图6A展示了离子交换表面的消耗和再生。还描绘了电解反应，展示了在图6B中再生物离子的形成。图6A图解了用于阴离子分析的抑制器实施例。阳离子交换功能将抗衡离子水合氢离子交换为洗脱液抗衡离子(在此实例中作为钾展示)。这种交换的净效果是离子交换功能被转化为钾形式。对于连续再生的抑制器装置，这种钾被转化成再生的水合氢离子。这确保了抑制器反应连续地发生而没有任何停歇时间。为了进行这种电解，供应所产生的离子以再生该离子交换功能。电解是一种在有水存在的电极表面上并且当电压超过水分裂电势(大致约1.5v)时发生的反应。在这些条件下，在阳极处，形成水合氢离子，并且在阴极处形成氢氧根离子，如在图6B中所示。在上面的用于阴离子分析的抑制器装置中，从电解所产生的水合氢离子由所施加的电势驱动朝向阴极。在此过程中，离子交换表面再生。存在的任何作为可交换离子的洗脱液抗衡离子也被驱动朝向阴极并且作为碱退出该装置。交换反应造成洗脱液的抑制。
图7A展示了处于洗脱液抗衡离子形式(对于阴离子分析为钾)的消耗后的离子交换表面。图7B展示了电解产生的离子是如何用于抑制反应的。所产生的水合氢离子和钾离子被驱动朝向阴极。在阴极，所传输的阳离子与电解产生的氢氧根离子组合以形成水和氢氧化钾，如图7B中所示。图7C展示了完全再生的离子交换表面。在实践中，离子交换是连续消耗和再生的。
净效果是离子交换表面向水合氢离子或完全再生形式的转化。具有一个电极阵列允许再生功能在该离子交换表面的小区域中发生，由此再生整个表面。该流动允许传输所去除的离子并且有助于在离子交换表面上的更多的离子交换。这些电极的紧密靠近允许在不形成显著的瓦特数或热的情况下进行再生。一个电极对阵列允许离子交换表面的完全再生。
在另一个实施例(未展示)中，这些电极是尖端阳极或阴极的一个电极阵列，这样抑制器的整个表面可以更高效地再生。应该注意，虽然用一个电源为该装置供电是有利的，但用多个单独的电源再生不同的区域是可行的。电解离子的浓度是与所施加的电流成正比的。因此，当再生大表面时，所要求的电流也将是显著较大的并且因此使得必须需要使用多个电源。
在图8中所示的本发明的另一个实施例是一种在离子定向性上模拟化学抑制器的电极安排。钠离子同时被朝向再生物通道16a和18a中的阴极30和32驱动。氧气形成在阳极并且于是优选使用气体去除装置以在通过电导检测器进行检测之前去除该气体。
再次参照图8，该电解装置的结构与图2的结构相同并且除了电极与'360专利的抑制器相同。带电筛网34和36分别图示在通道16a和18a中并且可以是在'360专利中对于图2-5的夹层抑制器图解的类型。同样，在通道16a和18a中所示的电极30和32可以是与在'360专利的图2-5中所图解的那些相同类型的，除了它们的极性以外(如所解释的)。如在图8的实施例中，带电筛网34和36具有带相同电荷的可交换离子。与'360专利的图2-5的夹层抑制器相反，这个实施例的电解装置具有一个第三电极37，该第三电极布置在膜10与12之间的样品洗脱液流动通道14a中。在用于阴离子分析的工作中，电极30和32是带负电的(阴极)并且电极37是带正电的(阳极)。因此，样品的阳离子抗衡离子(例如氢氧化钠洗脱液的钠)分别跨过膜10和12被吸引向通道16a和18a中的阴极30和32，用于具有上述优点的非定向流动(即跨过膜10和12的相等的流动)。可以使用单一的电源。本发明的这个实施例还可通过反转该电解装置的部件的极性应用于阳离子分析。
已经对于用作抑制离子色谱中的抑制器而图解了本发明的电解装置。然而，还可以将其用于其他目的，如在如美国专利5,518,622中所述的色谱法之前的预处理装置或例如在色谱法之后的后处理装置。本装置的电极构型还可以用于现有技术的再生装置，如连续再生的捕捉柱、净水器和类似物。
为了说明本发明，提供了本发明的实践的以下非限制性实例。
实例
实例1：组装图2的一个阴离子抑制器装置并且通过一个惠普公司(Hewlett Packard)电源供电。将这个抑制器的性能与来自赛默飞世尔科技公司(Thermo Scientific)的商业抑制器ASRS 300的性能进行比较。在这项工作中使用赛默飞世尔科技公司Dionex ICS-3000系统。使用一个4×250mm IonPac AS15柱用于以38mM KOH在1.2mL/min下进行分析。分析了包含五种阴离子的测试混合物，并且展示了在效率、峰形、峰响应和噪声方面与标准抑制器(标记为“对照物”)可比较的性能，如在图9的色谱图中所示的。确立了图2的抑制器的出色性能(见图9的标记为“多电极单元”的色谱图)。
实例2：这个实例展示了使用4-mm AS15柱用38mM KOU在1.2mL/min下的7种无机阴离子的分析。在这项工作中使用赛默飞世尔科技公司Dionex ICS-3000系统。组装了图8的抑制器装置。洗脱液通道内部的电极连接到阳极，而驻留在这些再生物通道内部的两个电极连接到阴极。在113mA下对该单元供电。退出抑制器的流出物穿过一个气体去除装置，Dionex CRD 200 4-mm单元，然后进入检测池。CRD 200 4-mm单元在真空模式下操作以去除气体。图10展示了用这种设置获得的色谱图并且鉴别出了氟根(1)、氯根(2)、亚硝酸根(3)、硫酸根(4)、溴根(5)、硝酸根(6)和磷酸根(7)的存在。图7的抑制器同样没有展示在离子传输方面的定向性。洗脱液阳离子在此设置中跨过两个膜被去除并且确立了良好的抑制作用。

Claims (21)

1.一种电解装置，包括：
(a)一个样品流动通道，该样品流动通道具有一个入口和一个出口；
(b)一个第一再生物流动通道，该第一再生物流动通道具有一个入口和一个出口；
(c)一个第一带电屏障，该第一带电屏障具有可交换的离子、能够使带正或负一种电荷的离子通过并且能够阻挡主体液体流动、布置在所述样品流动通道与第一再生物流动通道之间；以及
(d)一个第一对的第一和第二间隔开的电极，该第一对电极布置在所述第一再生物流动通道中。
2.如权利要求1所述的电解装置，进一步包括
(e)一个第二再生物流动通道，该第二再生物流动通道具有一个入口和一个出口；
(f)一个第二带电屏障，该第二带电屏障具有可交换的离子、能够使带正或负一种电荷的离子通过并且能够阻挡主体液体流动、布置在所述样品流动通道与所述第二再生物流动通道之间；以及
(g)一个第二对的第三和第四间隔开的电极，该第二对电极布置在所述第二再生物流动通道中。
3.如权利要求2所述的电解装置，其中该第二带电屏障的这些可交换离子具有与该第一带电屏障的这些可交换离子相同的正或负电荷。
4.如权利要求2所述的电解装置，进一步包括：在所述第一再生物流动通道中的一个第三对的间隔开的电极，该第三对的间隔开的电极与所述第一对的间隔开的电极形成一个第一阵列；以及在所述第二再生物流动通道中的一个第四对的间隔开的电极，该第四对的间隔开的电极与所述第二对的间隔开的电极形成一个第二阵列。
5.如权利要求2所述的电解装置，其中所述第一和第二对的间隔开的电极连接到相同的电源。
6.如权利要求1所述的电解装置，在一个抑制型离子色谱系统中的抑制器的配置中，所述系统包括：
(e)一个色谱分离器，该色谱分离器具有一个入口和一个出口，所述分离器出口与所述样品流动通道入口处于流体连通。
7.如权利要求2所述的电解装置，其中所述第一和第二对电极相应地与所述第一和第二带电屏障处于接触。
8.如权利要求1所述的电解装置，进一步包括：
(e)一个与所述电解装置处于流体连通的检测器。
9.一种电解装置，包括：
(a)一个中央的样品流动通道，该样品流动通道具有一个入口和一个出口；
(b)一个布置在所述中央的样品流动通道中的第一电极；
(c)一个第一再生物流动通道，该第一再生物流动通道具有一个入口和一个出口；
(d)一个第二再生物流动通道，该第二再生物流动通道具有一个入口和一个出口；
(e)一个第一带电屏障，该第一带电屏障具有可交换的离子、能够使带正或负一种电荷的离子通过并且能够阻挡主体液体流动、布置在所述样品流动通道与第一再生物流动通道之间；
(f)一个第二带电屏障，该第二带电屏障具有可交换的离子、能够使带有与所述第一带电屏障可交换离子相同正或负电荷的离子通过并且能够阻挡主体液体流动、布置在所述样品流动通道与所述第二再生物流动通道之间；以及
(g)相应地布置在所述第一和第二再生物流动通道中的第二和第三电极。
10.如权利要求9所述的电解装置，在一个抑制型离子色谱系统中的抑制器的配置中，所述系统进一步包括：
(h)一个色谱分离器，该色谱分离器具有一个入口和一个出口，所述分离器出口与所述样品流动通道入口处于流体连通。
11.如权利要求10所述的系统，进一步包括
(i)一个与所述抑制器处于流体连通的检测器。
12.一种使用电解装置的电解方法，该电解装置包括：一个样品流动通道，该样品流动通道具有一个入口和一个出口；一个第一再生物流动通道，该第一再生物流动通道具有一个入口和一个出口；一个第一带电屏障，该第一带电屏障具有可交换的离子、能够使带正或负一种电荷的离子通过并且能够阻挡主体液体流动、布置在所述样品流动通道与第一再生物流动通道之间；以及一个第一对的第一和第二间隔开的电极，该第一对电极布置在所述第一再生物流动通道中；所述方法包括：
(a)使一个电流在具有彼此相反电荷的所述第一与第二电极之间通过；并且
(b)使一种含有样品的水性液体流流动通过所述样品流动通道。
13.如权利要求12所述的方法，其中所述电解装置进一步包括：一个第二再生物流动通道，该第二再生物流动通道具有一个入口和一个出口；一个第二带电屏障，该第二带电屏障具有可交换的离子、能够使带正或负一种电荷的离子通过；一个第二对的第三和第四间隔开的电极，该第二对电极布置在所述第二再生物流动通道中；所述方法进一步包括：
(c)使一个电流在具有彼此相反电荷的所述第三与第四电极之间通过。
14.如权利要求13所述的方法，其中该第二带电屏障的这些可交换离子具有与该第一带电屏障的这些交换离子相同的正或负电荷。
15.如权利要求13所述的方法，其中所述第一和第二电极对是由相同的电源供电的。
16.如权利要求12所述的方法，其中所述水性液体流包含一种水性洗脱液流，该水性洗脱液流包括先前在一种显影剂电解质中的分离的样品分析物离子，并且其中具有与所述第一和第二带电屏障可交换离子相同电荷的所述显影剂的离子在所述样品流动通道中被抑制。
17.如权利要求12所述的方法，其中在所述洗脱液流中的所述分离的样品分析物离子是先前在一个色谱分离器中分离的并且所述洗脱液流然后流入所述样品流动通道中。
18.如权利要求13所述的方法，其中所述电解装置进一步包括：在所述第一再生物流动通道中的一个第三对的间隔开的电极，该第三对的间隔开的电极与所述第一对的间隔开的电极形成一个第一阵列；以及在所述第二再生物流动通道中的一个第四对的间隔开的电极，该第四对的间隔开的电极与所述第二对的间隔开的电极形成一个第二阵列，所述方法进一步包括：使一个电流在所述第三电极对中的电极之间以及在所述第四电极对的电极之间通过。
19.如权利要求17所述的方法，进一步包括检测所述分离的样品离子。
20.一种使用电解装置的电解方法，该电解装置包括：一个中央的样品流动通道，该样品流动通道具有一个入口和一个出口；一个布置在所述中央的样品流动通道中的第一电极；一个第一再生物流动通道，该第一再生物流动通道具有一个入口和一个出口；一个第二再生物流动通道，该第二再生物流动通道具有一个入口和一个出口；相应地布置在所述第一和第二再生物流动通道中的第二和第三电极；一个第一带电屏障，该第一带电屏障具有可交换的离子、能够使带正或负一种电荷的离子通过并且能够阻挡主体液体流动、布置在所述样品流动通道与第一再生物流动通道之间；以及一个第二带电屏障，该第二带电屏障具有可交换的离子、能够使带有与所述第一带电屏障可交换离子相同正或负电荷的离子通过并且能够阻挡主体液体流动、布置在所述样品流动通道与所述第二再生物流动通道之间；所述方法包括：
(a)使电流在具有彼此相反极性的所述第一与第二电极之间以及在具有彼此相反极性的所述第一与第三电极之间通过，所述第二和第三电极具有相同的极性；并且
(b)使一种含有样品的水性液体流流动通过所述样品流动通道。
21.如权利要求20所述的方法，其中所述水性液体流包含一种水性洗脱液流，该水性洗脱液流包括先前在一种显影剂电解质中的分离的样品分析物离子，并且其中具有与所述第一和第二带电屏障可交换离子相同电荷的所述显影剂的离子在所述样品流动通道中被抑制。
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