CN108535402B - 用于离子色谱法的电解反应剂浓缩器 - Google Patents

用于离子色谱法的电解反应剂浓缩器 Download PDF

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Abstract

一种内联电解反应剂浓缩器装置，避开对附加泵和供应反应剂以支持操作碳酸盐或氨去除装置的需要。所述装置生成与商业推荐的再生剂溶液一样强或甚至更强的再生剂溶液。所述装置还可再生洗脱剂溶液以便降低在离子色谱法系统中洗脱剂维护和替换的频率。

Description

用于离子色谱法的电解反应剂浓缩器
技术领域
本公开涉及离子色谱领域，尤其涉及一种用于离子色谱法的电解反应剂浓缩器。
背景技术
离子色谱法(IC)为分析溶液中的阳离子和阴离子分析物的优选方法。IC系统通常包括用于降低洗脱剂的电导率并且提高对于完全解离的分析物的测量灵敏度的抑制器装置。在氢氧化物洗脱剂的情况下，抑制器通过用水合氢离子交换洗脱剂阳离子来中和氢氧化物以产生具有背景电导率(通常低于1微秒/厘米)的弱解离的水。然而，在碳酸盐和/或碳酸氢盐洗脱剂的情况下，抑制器将碳酸盐物质转化为碳酸，并且产生保持比中性pH水显著更大背景电导率的溶液。二氧化碳，其可溶解于引入到用于分析的IC系统中的样品中，还转变成碳酸盐物质并且，在转化时可短暂变更洗脱剂料流的电导率。二氧化碳和碳酸盐物质因此造成对于其它阴离子的测量灵敏度降低、测量噪音提高和潜在的测量干扰。
气体可渗透膜通过去除溶解的二氧化碳气体从经抑制洗脱剂料流去除碳酸。市售产品，如Thermo ScientificTM DionexTM CRD 300，从经抑制洗脱剂抽吸溶解的二氧化碳气体，驱使碳酸离解成每个化学平衡更多溶解的二氧化碳气体和水，因此耗减碳酸并且最后产生具有低总背景电导率的经抑制液流。这类碳酸盐去除装置(CRD)需要泵以在气体可渗透膜上拉吸真空，或替代地使碱性再生剂溶液循环通过气体可渗透膜的对侧上的隔室，以便以物理方式或以化学方式从洗脱剂抽吸溶解的二氧化碳气体。一种市售产品推荐使用200mM氢氧化钠(NaOH)再生剂溶液，再循环持续使用至多一个月，以化学方式通过气体可渗透膜(例如，特氟隆AF)从经抑制洗脱剂抽吸二氧化碳。这些方法可通过电导池实现测量的信号中的低背景和噪音，因此改进IC系统中目标分析物的信噪比。然而，需要维持又一个泵和又一种反应剂以及添加的实施任务提高使用具有碳酸盐洗脱剂的CRD装置的IC系统的操作复杂性。
相关地，用于IC系统的洗脱剂反应剂在于系统内仅单次使用之后通常作为废料弃置，从而在每批次反应剂消耗掉时需要用新鲜洗脱剂定期替换。洗脱剂反应剂的频繁制备和维护还提高化学废料的量和与化学物质相关联的成本。
因此需要如所公开的装置和方法的改进。
发明内容
在本发明的一个方面中，电解反应剂浓缩器避开对附加泵和供应反应剂的需要。在操作中，当施加电压超过约1.5V时，反应剂离子从反应剂离子源通道通过第一离子交换阻挡层传输到中心浓缩通道中，并且同时由水的电解产生的抗衡离子从抗衡离子源通道通过第二离子交换阻挡层传输到中心浓缩通道中，其中离子交换阻挡层通过阻断液体的总体流动而使相应通道彼此分离，但不分离相应通道之间适当带电离子的迁移。浓缩器被配置成使得液体通过中心浓缩通道的流动速率低于液体通过反应剂离子源通道的流动速率，因此形成原位浓缩器机制。装置为自持续的并且不需要任何附加泵或反应剂，因为其可使用废料料流作为用于反应剂离子源通道的源料流并且可将检测器料流分成用于将液体供应到离子源通道和到中心浓缩通道以及到其它离子色谱法装置如抑制器的两个料流。
在本发明的另一个方面中，公开操作包括内联电解反应剂浓缩器的离子色谱法系统的方法。方法包括从离子色谱法系统的离子检测器单元获得第一液流和将第一液流提供到电解反应剂浓缩器的反应剂离子源通道。第一液流可分流使得较大部分在被提供到反应剂离子源通道之前被提供到抗衡离子源通道和任选地抑制器，同时较少部分被提供到再生剂浓缩通道以便在再生剂浓缩通道内浓缩反应剂离子并且生成溶液。在一个替代方案中，方法用于再生用于气体去除装置的浓缩的再生剂溶液。在另一个替代方案中，方法用于再生用于与离子色谱法系统的分离柱一起使用的洗脱剂溶液。
在第一方面中，电解反应剂浓缩器装置包括反应剂离子源通道、抗衡离子源通道、再生剂浓缩通道、第一离子交换阻挡层、第二离子交换阻挡层、电极、相对电极和流量控制装置。第一离子交换阻挡层可具有第一电荷并且至少可渗透具有与第一电荷相反极性的电荷的反应剂离子，但不可渗透具有与第一电荷相同极性的电荷的其它离子。第一离子交换阻挡层通过阻断液体在反应剂离子源通道和再生剂浓缩通道之间的总体流动而分离反应剂离子源通道与再生剂浓缩通道。第二离子交换阻挡层可具有与第一电荷极性相反的第二电荷并且至少可渗透具有与第二电荷相反极性的电荷的电解生成的抗衡离子，但不可渗透具有与第二电荷相同极性的电荷的其它离子。第二离子交换阻挡层通过阻断液体在抗衡离子源通道和再生剂浓缩通道之间的总体流动而分离抗衡离子源通道与再生剂浓缩通道。电极与反应剂离子源通道电连通并且相对电极与抗衡离子源通道电连通。相较于含有反应剂离子的液体到反应剂离子源通道中的流动速率，流量控制装置可限制液体到再生剂浓缩通道中的流动速率。应注意，流量控制装置的第一部分控制通过全部流体地互连的抗衡离子源通道、离子源再生剂通道、离子接收再生剂通道和继而反应剂源通道的流量。电极、反应剂离子源通道、再生剂浓缩通道、抗衡离子源通道和相对电极可形成电解池，以便在施加电解电势或电流时，驱使反应剂离子从反应剂离子源通道和电解生成的抗衡离子从抗衡离子源通道到再生剂浓缩通道中。
关于第一方面，流量控制装置可包括被配置成接收来自检测器的检测器料流的第一输入端、耦合到再生剂浓缩通道的输入端的第一输出端和耦合到抗衡离子源通道的输入端的第二输出端。相对于从第二输出端输出的液体的流动速率，流量控制装置可限制从第一输出端输出的液体的流动速率。
关于第一方面，抗衡离子源通道可流体地互连到抑制器的离子源再生剂通道并且抑制器的离子接收再生剂通道流体地互连到反应剂源通道。
关于第一方面，电极可安置为邻近于反应剂离子源通道并且相对电极可安置为邻近于抗衡离子源通道。
关于第一方面，电极可安置于反应剂离子源通道中并且相对电极可安置于抗衡离子源通道中。
关于第一方面，离子交换材料可安置于反应剂离子源通道、抗衡离子源通道和再生剂浓缩通道中的至少一个内。
关于第一方面，中性包装材料可安置于再生剂浓缩通道内。
关于第一方面，其可进一步包括包括洗脱剂通道、再生剂通道和气体可渗透膜的气体去除装置，所述气体可渗透膜分离洗脱剂通道与再生剂通道以便准许气体在洗脱剂通道和再生剂通道之间转移。再生剂通道可在再生剂浓缩通道的输出端的下游并且流体地与再生剂浓缩通道的输出端互连，并且洗脱剂通道可在再生剂浓缩通道的输入端的上游并且流体地与再生剂浓缩通道的输入端互连。
关于第一方面，洗脱剂通道可在流量控制装置的上游并且流体地互连到流量控制装置，使得传送到再生剂浓缩通道中的液体为洗脱剂液流的一部分。
关于第一方面，气体去除装置可为碳酸盐去除装置或氨去除装置。
在第二方面中，用于离子色谱法的抑制器-浓缩器装置可包括再生剂通道、洗脱剂通道、再生剂浓缩通道、第一离子交换阻挡层、第二离子交换阻挡层、电极、相对电极和流量控制装置。第一离子交换阻挡层可具有第一电荷并且至少可渗透具有与第一电荷相反极性的电荷的洗脱剂反应剂离子，但不可渗透具有与第一电荷相同极性的电荷的其它离子。第一离子交换阻挡层通过阻断液体在洗脱剂通道和再生剂浓缩通道之间的总体流动而分离洗脱剂通道与再生剂浓缩通道。第二离子交换阻挡层可具有与第一电荷相同极性的第二电荷并且至少可渗透具有与第二电荷相反极性的电荷的电解生成的离子，但不可渗透具有与第二电荷相同极性的电荷的其它离子，其中第二离子交换阻挡层通过阻断液体在再生剂通道和洗脱剂通道之间的总体流动而分离再生剂通道与洗脱剂通道。电极与再生剂通道电连通并且相对电极与再生剂浓缩通道电连通。相较于液体到洗脱剂通道中的流动速率，流量控制装置可限制液体到再生剂浓缩通道中的流动速率。流量控制装置可流体地与洗脱剂通道的输出端和再生剂浓缩通道的输入端互连，使得通过再生剂浓缩通道的流动速率被配置成小于通过洗脱剂通道的流动速率。电极、再生剂通道、洗脱剂通道、再生剂浓缩通道和相对电极可形成电解池，以便在施加电解电势或电流时，驱使洗脱剂反应剂离子从洗脱剂通道到再生剂浓缩通道中。
关于第二方面，流量控制装置包括被配置成接收来自检测器的检测器料流的第一输入端、耦合到再生剂浓缩通道的输入端的第一输出端和耦合到再生剂通道的输入端的第二输出端，其中相对于从第二输出端输出的液体的流动速率，流量控制装置限制从第一输出端输出的液体的流动速率。
关于第二方面，电极可安置为邻近于再生剂通道并且相对电极可安置为邻近于再生剂浓缩通道。
关于第二方面，电极可安置于再生剂通道中并且相对电极可安置于再生剂浓缩通道中。
关于第二方面，其可进一步包括安置为邻近于再生剂浓缩通道的气体去除通道。气体去除通道可具有分离气体去除通道与再生剂浓缩通道的气体可渗透膜。
关于第二方面，其可进一步包括包括气体去除通道、气体再生剂通道和气体可渗透膜的气体去除装置，所述气体可渗透膜分离气体去除通道与气体再生剂通道以便准许气体在气体去除通道和气体再生剂通道之间转移。气体再生剂通道可在再生剂浓缩通道的下游并且流体地与再生剂浓缩通道互连。气体去除通道可在洗脱剂通道的输出端的下游并且流体地与洗脱剂通道的输出端互连。
关于第二方面，其可进一步包括安放在再生剂浓缩通道内的气体去除通道，其中气体去除通道由至少部分地安置于再生剂浓缩通道中的气体可渗透管界定。
关于第二方面，气体去除通道可安放成与再生剂浓缩通道邻接关系。相对电极可与再生剂浓缩通道电连通，其中气体去除通道由至少部分地安置于再生剂浓缩通道中的平面气体可渗透管界定。
关于第二方面，相对电极可为多孔的或包括延伸穿过其的多个孔。
在第三方面中，操作离子色谱法系统的方法可包括使第一液流从离子色谱法系统的抑制器的离子接收再生剂通道流动，其中第一液流至少含有洗脱剂反应剂离子和水。此方法包括获得第一方面的电解反应剂浓缩器装置。第一液流可以第一流动速率流动到反应剂离子源通道。至少含有水的第二液流流动可以第二流动速率流动到抗衡离子源通道。至少含有水的第三液流可以第三流动速率流动到再生剂浓缩通道，其中第三流动速率小于第一流动速率。电流或电势可施加到电极和相对电极以便驱使洗脱剂反应剂离子从反应剂离子源通道和电解生成的抗衡离子从抗衡离子源通道到再生剂浓缩通道中以形成浓缩的再生剂溶液。
关于第三方面，方法可进一步包括获得根据第一方面的气体去除装置。气体再生剂通道可在再生剂浓缩通道的下游并且流体地与再生剂浓缩通道互连。来自电解反应剂浓缩器装置的浓缩的再生剂溶液可流动到气体去除装置的气体再生剂通道。
关于第三方面，反应剂离子源通道中的第一液流可与再生剂浓缩通道中的第三液流逆向流动。
关于第三方面，到电极和相对电极的施加电流可处于预定水平。
关于第三方面，电解反应剂浓缩器可进一步包括流量控制装置，相较于第一液流到反应剂离子源通道中的第一流动速率，所述流量控制装置用于限制第三液流到再生剂浓缩通道中的第三流动速率。此方法可进一步包括使第四液流从气体去除通道流动到流量控制装置，经由流量控制装置将第四液流的第一部分作为输入提供到抑制器的离子源再生剂通道，和经由流量控制装置将第四液流的第二部分作为第三液流提供到再生剂浓缩通道。第二部分可具有可小于第一部分的流动速率的流动速率。
关于第三方面，其可进一步包括使抗衡离子源通道的输出流动到抑制器装置的离子源再生剂通道，使抑制器装置的离子源再生剂通道的输出流动到抑制器装置的离子接收再生剂通道，和使抑制器装置的离子接收再生剂通道的输出作为第一液流流动到反应剂离子源通道。
关于第三方面，流动速率比率为第一液流的流动速率除以第三液流的流动速率。流动速率比率可在约2/1到约1000/1，或约2/1到约200/1，或约10/1到约30/1的范围内。
关于第三方面，浓缩的再生剂溶液可为碱溶液并且气体去除装置可为碳酸盐去除装置，或浓缩的再生剂溶液可为酸溶液并且气体去除装置可为氨去除装置。
在第四方面中，操作离子色谱法系统的方法可包括使第一液流从离子色谱法系统的离子检测器单元流动，其中第一液流至少含有水。此方法包括获得第二方面的抑制器-浓缩器装置。第一液流可以第一流动速率流动到再生剂通道。来自离子色谱法系统的分离柱的洗脱剂作为第二液流可以第二流动速率流动到洗脱剂通道。至少含有水的第三液流可以第三流动速率流动到再生剂浓缩通道，其中第三流动速率小于第二流动速率。电流或电势可施加到电极和相对电极以便驱使洗脱剂反应剂离子从洗脱剂通道到再生剂浓缩通道并且在再生剂浓缩通道中电解生成抗衡离子，以形成浓缩的再生剂溶液。
关于第四方面，方法可进一步包括获得根据第二方面的气体去除装置。气体再生剂通道可在再生剂浓缩通道的下游并且流体地与再生剂浓缩通道互连。来自抑制器-浓缩器装置的浓缩的再生剂溶液可作为输入流动到气体去除装置的气体再生剂通道。
关于第四方面，抑制器-浓缩器装置可进一步包括流量控制装置，相较于液体到洗脱剂通道中的流动速率，所述流量控制装置用于限制液体到再生剂浓缩通道中的流动速率。流量控制装置可与洗脱剂通道的输出端和再生剂浓缩通道的输入端互连，使得通过再生剂浓缩通道的流动速率被配置成小于通过洗脱剂通道的流动速率。方法进一步包括经由流量控制装置将第一部分作为第一液流提供到再生剂通道；和经由流量控制装置将第二部分作为第三液流提供到再生剂浓缩通道，第二部分具有小于液体到洗脱剂通道中的流动速率的流动速率；
关于第四方面，电极、再生剂通道、洗脱剂通道、再生剂浓缩通道和相对电极可形成电解池，以便在施加电解电势或电流时，驱使洗脱剂反应剂离子从洗脱剂通道到再生剂浓缩通道中。
关于第四方面，流动速率比率为第二液流的流动速率除以第三液流的流动速率。流动速率比率可在约2/1到约1000/1，或约2/1到约200/1，或约10/1到约30/1的范围内。
在第五方面中，操作离子色谱法系统的方法可包括提供电解反应剂浓缩器装置，所述电解反应剂浓缩器装置包括第一通道、第二通道、中心通道、第一离子交换阻挡层、第二离子交换阻挡层、第一电极、第二电极和气体去除装置。第一离子交换阻挡层可具有第一电荷并且可渗透具有与第一电荷相反的电荷的离子，但不可渗透具有与第一电荷相同极性的离子，并且不允许液体的总体流动，分离第一通道与中心通道。第二离子交换阻挡层可具有第二电荷并且可渗透具有与第二电荷相反的电荷的离子，但不可渗透具有与第二电荷相同极性的离子，并且不允许液体的总体流动，分离第一通道与中心通道。第一电极安置于第一通道中并且第二电极安置于第一通道中。气体去除装置包括气体去除通道、气体再生剂通道和气体可渗透膜，所述气体可渗透膜分离气体去除通道与气体再生剂通道以便准许气体在气体去除通道和气体再生剂通道之间转移。可在第一电极和第二电极之间施加电流或电势，使第一电极具有正电荷并且第二电极具有负电荷。带电分析物连同洗脱剂可流动通过色谱柱和检测器。洗脱剂的至少一部分可以第一流动速率从检测器流动到中心通道。第一液流可以第二流动速率流动到选自第一通道和第二通道组成的组的通道。如果处于第一流动速率的洗脱剂在具有与带电分析物相同电荷的第一和第二电极中的一个的附近，那么第一流动速率可低于第二流动速率。如果洗脱剂在具有与带电分析物相同的电极的通道中，或如果洗脱剂在具有与带电分析物相同的电极的通道的相邻通道中，那么洗脱剂在附近。如果处于第二流动速率的第一液流在具有与带电分析物相同电荷的第一和第二电极中的一个的附近，那么第二流动速率可低于第一流动速率。如果第一液流在具有与带电分析物相同的电极的通道中，或如果第一液流在具有与带电分析物相同的电极的通道的相邻通道中，那么第一液流在附近。
在第六方面中，电解反应剂浓缩器装置包括反应剂离子源通道、抗衡离子源通道、再生剂浓缩通道、第一离子交换阻挡层、第二离子交换阻挡层、电极、相对电极、第一泵和第二泵。第一离子交换阻挡层可具有第一电荷并且至少可渗透具有与第一电荷相反的电荷的反应剂离子，但不可渗透具有与第一电荷相同极性的离子，并且不允许液体的总体流动。第一离子交换阻挡层分离反应剂离子源通道与再生剂浓缩通道。第二离子交换阻挡层可具有第二电荷并且至少可渗透具有与第二电荷相反的电荷的电解生成的抗衡离子，但不可渗透具有与第二电荷相同极性的离子，并且不允许液体的总体流动。第二离子交换阻挡层分离抗衡离子源通道与再生剂浓缩通道。电极与反应剂离子源通道电连通并且相对电极与抗衡离子源通道电连通。第一泵被配置成以第一流动速率将液体泵送到再生剂浓缩通道中。第二泵被配置成以第二流动速率将液体泵送到反应剂离子源通道中，其中第一流动速率小于第二流动速率。
附图说明
图1为现有技术IC系统的部分示意图，其示出抑制器装置和碳酸盐去除装置组件。
图2为电解反应剂浓缩器装置的第一实施例的第一实施方案的示意图。
图3示出通过操作图2的装置实现的浓缩行为，其中通过再生剂浓缩通道的流动速率显著小于在装置的离子源通道中的流动速率。
图4为采用图2的电解浓缩器装置的IC系统的第一实施方案的示意图。
图5A和5B分别包括使用以下分析的阴离子标准物的色谱图：(图5A)图4中示出的系统和(图5B)类似于图4中示出的系统的系统，不同之处在于在外部提供的反应剂的情况下操作CRD。
图6列出对于图5A中示出的结果的峰保留时间和峰面积。
图7列出对于图5B中示出的结果的峰保留时间和峰面积。
图8为使用图4的系统分析的阴离子标准物的十五次色谱操作的叠加；各个色谱图的曲线叠置以在视觉上示出系统的可再现性能。
图9列出对于在图8中示出的十五次操作运行的保留时间和峰反应(面积)再现性统计数据，即，相对标准偏差。
图10比较对于包含250mM的NaOH反应剂的标准物和b)通过工作实例产生的浓缩的反应剂的钠含量。
图11为其中装置为抑制器-浓缩器装置的第三实施例的第一实施方案的示意图。
图12为其中装置为一体化装置，即其中碳酸盐去除装置处于管状配置的抑制器-浓缩器-碳酸盐去除装置的第三实施例的第二实施方案的示意图。
图13为一体化装置，即其中碳酸盐去除装置处于平坦膜配置的抑制器-浓缩器-碳酸盐去除装置的第二实施方案的变型的示意图。
图14为被配置成生成浓缩的碱、浓缩的酸或同时浓缩的碱和浓缩的酸这两者的双功能ERC装置的替代实施例的示意图。
具体实施方式
图1示出示例性现有技术系统，其中外部提供、浓缩的碱溶液20由外部泵泵送通过CRD装置200。CRD装置200包括用于接收洗脱剂料流10b的洗脱剂通道210、用于接收碱溶液20的再生剂通道220和分离相应通道210、220的气体可渗透膜230。如上所述，洗脱剂料流10a可被引导通过将碳酸盐物质转化成碳酸的抑制器100。经抑制洗脱剂料流10b随后被引导通过CRD装置200以去除碳酸和与所述碳酸处于化学平衡的其它碳酸盐物质。通过抽吸溶解于经抑制洗脱剂料流中的二氧化碳气体跨过气体可渗透膜230并且进入碱溶液20中来去除碳酸，其在所述碱溶液20转化为碳酸根阴离子(CO3 2-)并且经由碱溶液料流去除。在此类装置中，气体可渗透膜230可为管状膜，使得再生剂通道220(在图1中示出)为围绕管状膜230的连续通道。
图2示出电解反应剂浓缩器(ERC)装置300的第一实施例的示意图。简单来说，ERC装置300包含：用于接收第一液流312的反应剂离子源通道310、用于接收第二液流322的抗衡离子源通道320和用于接收第三液流332的再生剂浓缩通道330。通道310和330通过至少可渗透反应剂阳离子如钠阳离子的阳离子交换膜340分离。在更一般的意义上，阳离子交换膜340为具有电荷并且可渗透具有与分析物离子相反电荷的反应剂离子的第一离子交换膜。优选地，在分析物为阴离子的情况下，反应剂离子(例如，Na+和K+)为洗脱剂料流10a的主要阳离子组分。通道320和330通过至少可渗透氢氧根离子的阴离子交换膜350分离。在更一般的意义上，阴离子交换膜350为具有电荷(与第一离子交换阻挡层的电荷相反)并且可渗透具有与反应剂离子相反电荷的抗衡离子(例如，OH-)的第二离子交换膜。因此，通过施加的电势(电压差)可驱使反应剂阳离子和潜在地其它阳离子从反应剂离子源通道310到再生剂浓缩通道330中，但不从再生剂浓缩通道330到抗衡离子源通道320中。相反，通过施加的电势可驱使氢氧根离子和潜在地其它阴离子从抗衡离子源通道320到再生剂浓缩通道330中，但不从再生剂浓缩通道330到反应剂离子源通道310中。应注意，离子交换膜还可被称作离子交换阻挡层。
ERC装置300进一步包含一对电极360和370，它们分别安置为邻近于离子源通道310和320(或安置于其中)在图2中，阳极360安置为邻近于反应剂离子源通道310并且与其电接触，并且阴极370安置为邻近于抗衡离子源通道320并且与其电接触。一般来说，邻近于反应剂离子源通道310的电极360驱使反应剂阳离子从反应剂离子源通道到再生剂浓缩通道330中，并且邻近于抗衡离子源通道320的电极370电解生成氢氧根抗衡离子并且驱使其到再生剂浓缩通道330中以有助于形成浓缩的反应剂。阳极360为优选地由贵金属如铂或涂布有铂的钛制成的电极，但可使用适合于水的电解的任何电极。阴极370为由相同或不同这类合适的材料制成的电极。在操作中，阳极360和阴极370连接到合适的电力供应器(未示出)，使得组装阳极360、通道310、330、320和阴极370形成电解池。在操作期间，施加电解电势或电流，并且分别在阳极360和阴极370处生成水合氢和氢氧根。在阳极360处电解生成的水合氢离子与在源料流中的阴离子(如在通道310中的氢氧根离子)组合以形成水，同时驱使反应剂阳离子朝向再生剂浓缩通道330跨过第一离子交换阻挡层，例如阳离子交换膜340。同时，驱使在阴极370处电解生成的氢氧根离子朝向再生剂浓缩通道330跨过第二离子交换阻挡层，例如阴离子交换膜350。反应剂阳离子和氢氧根抗衡离子组合以在第三液流332穿过时在再生剂浓缩通道330内形成反应剂阳离子氢氧根，并且作为碱性浓缩的再生剂溶液料流40输出。所述碱性再生剂溶液料流40可接着被输入到CRD 200的再生剂通道(在图4中示出)。施加的电流和相应第一和第三液流流动速率可用于控制生成的再生剂溶液浓缩，假设不存在水合氢离子从反应剂离子源通道310到再生剂浓缩通道330的显著传输。如果发生水合氢离子的显著传输，那么显著量的酸可中和生成的碱，损害再生剂溶液浓缩功能。因此，优选地，第一液流312应含有足够高浓度的反应剂阳离子，使得反应剂阳离子传输通过阳离子交换膜340而非水合氢离子。
离子交换材料，如公开于美国专利第4,999,098号中的官能化筛网材料，所述专利以全文引用的方式并入，可用于筛网314、324和334或包括(但不限于)多孔树脂、珠粒和单块的其它结构中，这些结构提供在相应通道内以有助于反应剂阳离子和/或羟基抗衡离子转移到再生剂浓缩通道330中。在一个优选实施例中，通道310中的筛网314为主要阳离子交换材料而通道320中的筛网324为主要阴离子交换材料。再生剂浓缩通道330中的筛网334可为低容量离子交换材料或甚至未官能化的中性包装材料以有助于施加的电势的降低和实现接近100％电流效率，如美国专利第6,077,434号中所述，所述专利也以全文引用的方式并入本文中。在一个实施例中，平面筛网可安置于平行于平面电极的通道中。优选的配置引起在再生剂浓缩通道330中最少度形成水，使得实现改进的再生剂溶液浓缩因子。这类材料可提供于通道310、320、330中的一个或多个中和于所述通道的任何组合中。
在使用时，反应剂阳离子和可能地其它阳离子和阴离子在再生剂浓缩通道330内被浓缩。水合氢和氢氧根将中和以形成水，但在最佳化施加的电解电势或电流的情况下，形成含有反应剂阳离子和羟基抗衡离子的溶液将为有利的。当从洗脱剂废料料流如离子检测器单元洗脱剂废料料流或抑制器装置废料料流收集反应剂阳离子时，大部分或基本上所有的反应剂阳离子可被捕获在碱性再生剂料流内。在例如15mM碳酸钠(Na2CO3)的典型IC洗脱剂强度的情况下，装置可生成强度大约与反应剂阳离子浓度成比例的碱性再生剂溶液，在实例中，为约30mM钠。另外，有利的是，ERC装置300可操作，或结构上被配置为浓缩器以生成与商业推荐的再生剂溶液一样强或甚至更强的再生剂溶液。浓缩的反应剂的优选的浓度为100到500mM，更优选的为150到300mM，并且最优选的为200到300mM。读者应注意，通过再生剂浓缩通道330的流动速率、施加的电解电流或这两者可根据需要调节以改变在再生剂溶液内反应剂阳离子和氢氧根的浓度。
图3示出降低在再生剂浓缩通道330内的第三液流332的流动速率可借助再生剂浓缩通道330浓缩离子物质。第一液流312或反应剂离子源通道310中的阳离子迁移到再生剂浓缩通道330中并且被在阳极360处生成的水合氢离子替换，同时在抗衡离子源通道320中由电极370生成的阴离子迁移到再生剂浓缩通道330中并且与阳离子组合。来自以较大流动速率流动通过装置的第一液流312的较大体积的反应剂阳离子，被收集在以较小流动速率流动通过装置的第三液流332内并且在其中浓缩。在低流动速率比率(浓缩通道330流动速率与反应剂离子源通道310流动速率)的情况下，已产生至多300mM NaOH的碱性再生剂溶液。此浓度大于适合于去除现有市售CRD装置中的二氧化碳的浓度。在装置的一些实施方案中，外部泵和储槽可用于配置第三液流332通过再生剂浓缩通道330的流动速率显著小于第一液流312和第二液流322通过它们的相应离子源通道310和320的流动速率。通过包括具有例如一个或多个阀、一个或多个限制孔、一个或多个限制试管(相较于一个或多个“不受限”试管，具有有限内径和/或迂曲的流动路径的试管)和/或用于分级分离流动料流成主要和次要支流的其它已知元件的任选的流量控制装置380，通过对于第一液流312和第二液流322使用抑制器废料和/或电导池洗脱剂废料料流并且对于第三液流332使用那些废料料流中的一个的分离的较少级分，ERC装置300可内联操作并且不需要任何添加的泵或外部供应的反应剂。读者应注意，反应剂阳离子的浓缩因子由第一液流312与第三液流332的流动速率比率决定。在一个实施例中，第一液流312与第三液流332的流动速率比率(即，第一液流312的流动速率/第三液流332的流动速率)可在约2/1到约1000/1的范围内，优选地在约2/1到约200/1的范围内，更优选地在约2/1到约100/1的范围内，又更优选地在约2/1到约50/1的范围内，并且甚至又更优选地在约10/1到约30/1的范围内。除为电解过程提供水(其处于固有地高浓度)以外，第二液流322的流动速率对浓缩方面不起直接作用，但是液体可结合抑制器和/或第一液流再使用，如下文所描述。
图4示意性地图示第一实施例的实施方案。泵可用于将液体泵送到用于碳酸盐的任选的洗脱剂生成器中。如果不存在洗脱剂生成，那么碳酸盐洗脱剂可由泵泵送通过进样阀。带负电分析物可被注射在注射器中并且流动到具有洗脱剂的色谱柱。来自离子检测器单元400如电导检测器单元的洗脱剂废料经分流并且用作到ERC装置300的第二液流322和第三液流332。第二液流322随后被引导到抑制器装置100的离子源再生剂通道110中，接着到离子接收再生剂通道112，并且接着又再次再用作ERC装置300的第一液流312。因此，ERC装置300可充当内联浓缩器，其中通过为在IC系统内的洗脱剂料流的流动提供动力的相同系统泵驱使液体流动，并且其中液体流动直接或间接完全源自洗脱剂废料料流。因此，单个泵可用于泵送用于分析分析物的洗脱剂并且还用于再循环和浓缩用于CRD 200的再生剂溶液。显而易见的是，替代实施方案可使第一液流312源自非水力地连接到洗脱剂废料料流的抑制器废料料流，例如使用去离子水或其它已知溶液再生的抑制器，和/或可使第二液流322源自去离子水源，和/或可使第三液流332源自去离子水源。图4的示出实施方案的优点为对于操作ERC装置300和CRD装置200，不需要附加泵或反应剂。
尽管图4示出CRD装置200、ERC装置300和流量控制装置380处于单独功能块中，但显而易见的是，ERC装置自身可包括流量控制装置380。在第二实施例中，装置300可作为自再生CRD装置制造和出售，所述自再生CRD装置另外包括用于接收洗脱剂料流10b的洗脱剂通道210、用于接收从再生剂浓缩通道330输出的第三液流332的再生剂通道220和分离相应通道210、220的气体可渗透膜230，其中再生剂通道220流体地与再生剂浓缩通道330互连。自再生CRD装置实施例自身还可包括流量控制装置380。
图5A和5B比较具有原型ERC装置300的市售CRD装置200与借助碱反应剂的外部源再生的相同CRD装置200的性能。从峰形状、背景电导率水平和噪音性能显而易见的是，两种方法提供定性地相当水平的性能。图6和7提供相应方法的保留时间和峰面积并且示出它们还具有定量地相当性能。图8示出在ERC-供应系统上十五次注射的叠加，表明系统的恒定操作品质。图9概括就借助电导检测器(CD)的测量的相对标准偏差而言，对于十五次注射的峰保留时间和峰响应的再现性数据。数据与从供应有人工地制备的泵流通的再生剂溶液的具有市售CRD装置的IC系统预期的性能一致，即对于保留时间<0.5％RSD，并且对于峰面积<2％RSD。从以上结果清楚可知，工作实例超过这些期望。
图10描绘ERC装置300的输出的第三液流332(即，生成的碱性再生剂溶液(下部色谱图))的阴离子分析与250mM氢氧化钠(NaOH)反应剂标准物的阴离子分析(上部色谱图)。每个样品稀释-1000倍并且分析，接着结果如图所示进行描绘。取自第三液流332的输出端的样品测量的钠峰的峰高度和面积超过250mM氢氧化钠(NaOH)反应剂标准物的峰高度和面积。由此分析显而易见的是，可生成用于递送到CRD装置的高浓度碱性再生剂溶液。具体来说，从含有约10.4mM的Na+的洗脱剂以1.2毫升/分钟的流动速率开始并且以1到30的流动比率(浓缩通道330与反应剂离子源通道310)操作ERC装置300，(ERC浓缩器通道流动速率大致为0.04毫升/分钟)，有可能生成300mM NaOH再生剂料流，代表30倍浓缩钠阳离子在更小流动料流内，同时维持优异色谱性能。
图11示出第三实施例(用于阴离子分析的抑制器-浓缩器500)的第一实施方案的示意图。装置500包含：用于接收第一液流512的再生剂通道510、用于接收第二液流522(即，洗脱剂料流10a)的洗脱剂通道520和用于接收第三液流532的再生剂浓缩通道530。通道510和520通过第一阳离子交换膜540分离。通道520和530通过第二阳离子交换膜550分离。因此，通过施加的电解电势可驱使反应剂阳离子和潜在地其它阳离子从洗脱剂通道520到再生剂浓缩通道530中。在再生剂浓缩通道530中，阳离子与在阴极570处生成的氢氧根组合以形成碱。洗脱剂通道520可流体地连接到气体去除装置200。气体去除装置200包括气体去除通道211和气体再生剂通道221，如图11所示。
装置500进一步包含安置为邻近于再生剂通道510(或安置于其中)并且与其电接触的阳极560和安置为邻近于再生剂浓缩通道530(或安置于其中)并且与其电接触的阴极570。阳极560为优选地由铂或涂布有铂的钛制成的电极，但可使用适合于水的电解的任何电极。阴极570为由相同或不同这类合适的材料制成的电极。在使用时，阳极560和阴极570连接到合适的电力供应器(未示出)，使得组装阳极560、通道510、520、530和阴极570形成电解池。在操作期间，施加电解电势或电流，造成分别在阳极和阴极处形成水合氢和氢氧根。驱使来自洗脱剂料流10a的反应剂阳离子朝向阴极570。那些阳离子与在阴极570处生成的氢氧根离子组合以形成碱再生剂溶液40。施加的电流和相应第二和第三液流流动速率可用于控制生成的再生剂溶液浓度，如在本公开中先前另外描述。类似于装置300，对于装置500反应剂阳离子的浓缩因子由第二液流522与第三液流532的流动速率比率决定。第二液流522与第三液流532的流动速率比率(即，第二液流522的流动速率/第三液流532的流动速率)可在约2/1到约1000/1的范围内，优选地在约2/1到约200/1的范围内，更优选地在约2/1到约100/1的范围内，又更优选地在约2/1到约50/1的范围内，并且甚至又更优选地在约10/1到约30/1的范围内。离子交换材料可以筛网或如上所述的其它结构的形式提供在相应通道内，以有助于反应剂阳离子转移到再生剂浓缩通道530中。离子交换材料可提供于通道510、520、530中的一个或多个中和于所述通道的任何组合中。
装置500进一步包含具有例如一个或多个阀、一个或多个限制孔、一个或多个限制管和/或用于将输入液流(例如，废料洗脱剂流动料流)分成支流(如至少第一液流512和第三液流532)的其它已知元件的流量控制装置580，流量控制装置分别与再生剂浓缩通道510和再生剂浓缩通道530互连，使得第三液流532通过再生剂浓缩通道的流动速率被配置成显著小于第一液流512通过再生剂通道的流动速率。
在操作中，洗脱剂通道520和邻接通道510和530充当抑制器。至少反应剂阳离子和可能地其它阳离子将在再生剂浓缩通道530内被浓缩。在接近阴极570的再生剂浓缩通道530内将生成氢氧根，形成反应剂阳离子和羟基抗衡离子的溶液。大部分或基本上所有的反应剂阳离子可从洗脱剂料流10a(即从第二液流522)捕获在生成的碱性再生剂溶液40内。通过在比洗脱剂料流10a/第二液流522显著低的通过再生剂浓缩通道530的流动速率情况下操作，装置500充当浓缩器以生成与商业推荐的再生剂溶液一样强或甚至更强的再生剂溶液。可操作装置500以生成用于气体去除装置(如在图11中示出的碳酸盐去除装置200)的浓缩的再生剂溶液。在另一个替代方案中，可操作装置500以再生与离子色谱法系统的分离柱一起使用的洗脱剂溶液，其中浓缩的再生剂溶液40被提供到洗脱剂储槽并且与补给水混合到期望浓度。
图12示出第三实施例的第二实施方案的示意图，其形成提供抑制器-浓缩器-CRD功能的一体化装置600。如在以上第一实施方案中另外描述，装置600包含：用于接收第一液流612的再生剂通道610、用于接收来自分离柱的第二液流622的洗脱剂抑制通道620、用于接收第三液流632的再生剂浓缩通道630、分别分离再生剂通道610与洗脱剂抑制通道620和再生剂浓缩通道630与洗脱剂抑制通道620的阳离子交换膜640和650、阳极660和阴极670。可任选地包括例如呈筛网614、624、634或其它结构形式的离子交换材料，并且流量控制装置680可被任选地包括作为已经连接到装置600或可替代地作为在试剂盒中的单独装置存在。第二实施方案不同于第一，原因在于装置包括安置于再生剂浓缩通道630中的气体去除通道690。如图12所示，气体去除通道690可包含呈管状形式、安放在再生剂浓缩通道630内以便至少部分地延伸穿过通道630的气体可渗透膜694。膜694可因此界定用于接收实际上后抑制第二液流622的第四液流692的气体去除通道690。显而易见的是，气体去除通道690可替代地包含具有这类气体可渗透膜的筒或盒以有助于替换。再生剂浓缩通道630可因此像图4中示出的CRD的再生剂通道220起作用，其中碳酸根阴离子被抽吸跨过碳酸盐去除通道690的气体可渗透膜(作为二氧化碳气体)并且在单元洗脱剂废料料流的分离的较少级分作为系统废料的情况下去除。
图13示出第三实施例的一体化抑制器/浓缩器/CRD的替代实施方案的示意图，在所述一体化抑制器/浓缩器/CRD中碳酸盐去除通道690安置成与再生剂浓缩通道630邻接关系。膜694可具有平面形式以至少部分地形成用于接收第四液流692的气体去除通道690。为了维持最佳的气体转移跨过气体可渗透膜694，阴极670可安置为邻近于再生剂浓缩通道630或在其内。再生剂浓缩通道630像图1中示出的CRD的再生剂通道220起作用，其中二氧化碳气体被抽吸跨过碳酸盐去除通道690的气体可渗透膜694并且在第三液流632(即，单元洗脱剂废料料流的分离的较少级分)作为系统废料的情况下去除。变型中的阴极670可为多孔的和/或包括延伸穿过其的多个孔以准许碱性再生剂溶液、任何溶解的二氧化碳、任何螯合的碳酸根等跨过再生剂浓缩通道630混合。
图14示出被配置成生成浓缩的碱、浓缩的酸或同时浓缩的碱和浓缩的酸这两者的双功能ERC装置1400的替代实施例。ERC装置1400包括中心反应剂离子源通道1402、氢氧根抗衡离子源通道1420、碱再生剂浓缩通道1430、酸再生剂浓缩通道1432和水合氢抗衡离子源通道1410。氢氧根抗衡离子源通道1420和碱再生剂浓缩通道1430通过阴离子交换膜1450分离。碱再生剂浓缩通道1430和中心反应剂离子源通道1402通过阳离子交换膜1440分离。中心反应剂离子源通道1402和酸再生剂浓缩通道1432通过阴离子交换膜1452分离。酸再生剂浓缩通道1432和水合氢抗衡离子源通道1410通过阳离子交换膜1442分离。阴极1470安置于氢氧根抗衡离子源通道1420中(或邻近于其)并且与其电连通。阳极1460安置于水合氢抗衡离子源通道1410中(或邻近于其)并且与其电连通
返回参考图14，离子源(例如KOH和/或甲烷磺酸)可输入到中心反应剂离子源通道1402中。在一个实施例中，离子源可来自抑制器的再生剂通道并且至少包括洗脱剂反应剂离子和水。经由流量控制装置的第二部分来自检测器流出物的液流可输入到碱再生剂浓缩通道1430和/或酸再生剂浓缩通道1432中。经由流量控制装置的第一部分来自检测器流出物的另一液流可输入到氢氧根抗衡离子源通道1420和/或水合氢抗衡离子源通道1410中。
虽然在其中ERC产生用于CRD的碱性再生剂溶液(或集成CRD的功能)的IC/CRD系统的情况下已经存在所公开的装置，但是在更一般情况下ERC可再生用于如阳离子或阴离子分析的应用的洗脱剂溶液。对于阴离子分析应用，所公开的装置可生成含有各种反应剂阳离子如锂、钠、钾、铯和铵的浓缩的碱性反应剂。对于阳离子分析应用，所公开的装置可生成含有各种反应剂阴离子如甲烷磺酸根、硫酸根、氯离子、磷酸根、乙酸根等的浓缩的酸反应剂，以产生甲烷磺酸、硫酸、盐酸等。具体来说，电极360可为阴极并且第一离子交换膜340可为可渗透具有与阳离子分析物相反电荷的反应剂阴离子(如甲烷磺酸根)的阴离子交换膜。对应地，相对电极370可为阳极并且第二离子交换膜350可为至少可渗透水合氢离子的阳离子交换膜。因此，施加的电解电势或电流将驱使反应剂阴离子和水合氢离子到再生剂浓缩通道330中以产生类似于上述碱性再生剂溶液的酸洗脱剂溶液。读者应注意，实际上仅在特定装置中的反应剂离子源通道310和抗衡离子源通道320作用反转-通过将合适的反应剂离子源导引到所选通道310或320，和使用适合于两种操作模式的第一离子交换膜340和第二离子交换膜350，我们可通过使用相同装置制备酸或碱洗脱剂溶液。那些酸或碱洗脱剂溶液可接着作为再生的洗脱剂溶液输入到离子色谱法系统上游的分离柱。另外，例如，如果氨待通过CRD类氨去除装置去除，那么生成酸性再生剂溶液将为可取的。用于去质子化酸组分的源流体料流可来源于抑制器废料蒸汽并且通过对于反应剂浓缩通道330使用较小流动速率来浓缩酸。酸再生剂溶液料流40可接着输入到氨去除装置。浓缩的酸生成因此将为可能的而不需要添加的反应剂，延迟替换洗脱剂反应剂源(如果用于生成洗脱剂溶液)的需要或维持用于例如氨去除装置的又一个泵和又一种反应剂的需要。读者还应注意，在上文所论述的其它实施例中，离子交换膜的类型可变更(阳离子到阴离子，且反之亦然)并且电极的极性对应地变更(阴极到阳极，且反之亦然)，以便产生抑制和去除氨或其它类似化合物的装置。
在说明书中示出和描述的实施例仅为具体实施例并且不旨在以任何方式加以限制。因此，可在不脱离如在权利要求书中所反映的本发明精神的情况下对那些实施例作出各种改变、修改或变更。

Claims (32)

1.一种电解反应剂浓缩器装置，包含：
反应剂离子源通道；
抗衡离子源通道；
再生剂浓缩通道；
第一离子交换阻挡层，所述第一离子交换阻挡层具有第一电荷并且至少可渗透具有与所述第一电荷相反极性的电荷的反应剂离子，但不可渗透具有与所述第一电荷相同极性的电荷的其它离子，其中所述第一离子交换阻挡层通过阻断液体在所述反应剂离子源通道和所述再生剂浓缩通道之间的总体流动而分离所述反应剂离子源通道与所述再生剂浓缩通道；
第二离子交换阻挡层，所述第二离子交换阻挡层具有与所述第一电荷极性相反的第二电荷并且至少可渗透具有与所述第二电荷相反极性的电荷的电解生成的抗衡离子，但不可渗透具有与所述第二电荷相同极性的电荷的其它离子，其中所述第二离子交换阻挡层通过阻断液体在所述抗衡离子源通道和所述再生剂浓缩通道之间的总体流动而分离所述抗衡离子源通道与所述再生剂浓缩通道；
与所述反应剂离子源通道电连通的电极；
与所述抗衡离子源通道电连通的相对电极；和
流量控制装置，相较于含有所述反应剂离子的液体到所述反应剂离子源通道中的流动速率，所述流量控制装置用于限制所述液体到所述再生剂浓缩通道中的流动速率，包括：
被配置成接收来自检测器的检测器料流的第一输入端；
耦合到所述再生剂浓缩通道的输入端的第一输出端；
耦合到所述抗衡离子源通道的输入端的第二输出端，其中相对于从所述第二输出端输出的液体的流动速率，所述流量控制装置限制从所述第一输出端输出的液体的流动速率；
其中所述电极、所述反应剂离子源通道、所述再生剂浓缩通道、所述抗衡离子源通道和所述相对电极形成电解池，以便在施加电解电势或电流时，驱使反应剂离子从所述反应剂离子源通道和电解生成的抗衡离子从所述抗衡离子源通道到所述再生剂浓缩通道中。
2.根据权利要求1所述的电解反应剂浓缩器装置，其中所述抗衡离子源通道流体地互连到抑制器的离子源再生剂通道，并且所述抑制器的离子接收再生剂通道流体地互连到所述反应剂离子源通道。
3.根据权利要求1所述的电解反应剂浓缩器装置，其中所述电极安置为邻近于所述反应剂离子源通道并且所述相对电极安置为邻近于所述抗衡离子源通道。
4.根据权利要求1所述的电解反应剂浓缩器装置，其中所述电极安置于所述反应剂离子源通道中并且所述相对电极安置于所述抗衡离子源通道中。
5.根据权利要求1所述的电解反应剂浓缩器装置，进一步包含安置于所述反应剂离子源通道、所述抗衡离子源通道和所述再生剂浓缩通道中的至少一个内的离子交换材料。
6.根据权利要求1所述的电解反应剂浓缩器装置，进一步包含安置于所述再生剂浓缩通道内的中性包装材料。
7.根据权利要求1所述的电解反应剂浓缩器装置，进一步包含气体去除装置，所述气体去除装置包括：
洗脱剂通道；
再生剂通道；和
气体可渗透膜，所述气体可渗透膜分离所述洗脱剂通道与所述再生剂通道，以便准许气体在所述洗脱剂通道和所述再生剂通道之间转移；
其中所述再生剂通道在所述再生剂浓缩通道的输出端的下游并且流体地与所述再生剂浓缩通道的输出端互连，并且所述洗脱剂通道在所述再生剂浓缩通道的输入端的上游并且流体地与所述再生剂浓缩通道的输入端互连。
8.根据权利要求7所述的电解反应剂浓缩器装置，其中所述洗脱剂通道在所述流量控制装置的上游并且流体地互连到所述流量控制装置，使得传送到所述再生剂浓缩通道中的所述液体为洗脱剂液流的一部分。
9.根据权利要求7所述的电解反应剂浓缩器装置，其中所述气体去除装置包含选自碳酸盐去除装置和氨去除装置组成的组的装置。
10.一种用于离子色谱法的抑制器-浓缩器装置，所述装置包含
再生剂通道；
洗脱剂通道；
再生剂浓缩通道；
第一离子交换阻挡层，所述第一离子交换阻挡层具有第一电荷并且至少可渗透具有与所述第一电荷相反极性的电荷的洗脱剂反应剂离子，但不可渗透具有与所述第一电荷相同极性的电荷的其它离子，其中所述第一离子交换阻挡层通过阻断液体在所述洗脱剂通道和所述再生剂浓缩通道之间的总体流动而分离所述洗脱剂通道与所述再生剂浓缩通道；
第二离子交换阻挡层，所述第二离子交换阻挡层具有与所述第一电荷相同极性的第二电荷并且至少可渗透具有与所述第二电荷相反极性的电荷的电解生成的离子，但不可渗透具有与所述第二电荷相同极性的电荷的其它离子，其中所述第二离子交换阻挡层通过阻断液体在所述再生剂通道和所述洗脱剂通道之间的总体流动而分离所述再生剂通道与所述洗脱剂通道；
与所述再生剂通道电连通的电极；
与所述再生剂浓缩通道电连通的相对电极；和
流量控制装置，相较于液体到所述洗脱剂通道中的流动速率，所述流量控制装置用于限制所述液体到所述再生剂浓缩通道中的流动速率，所述流量控制装置流体地与所述洗脱剂通道的输出端和所述再生剂浓缩通道的输入端互连，使得通过所述再生剂浓缩通道的所述流动速率被配置成小于通过所述洗脱剂通道的所述流动速率，所述流量控制装置包括：
被配置成接收来自检测器的检测器料流的第一输入端；
耦合到所述再生剂浓缩通道的输入端的第一输出端；和
耦合到所述再生剂通道的输入端的第二输出端，其中相对于从所述第二输出端输出的液体的流动速率，所述流量控制装置限制从所述第一输出端输出的液体的流动速率；
其中所述电极、所述再生剂通道、所述洗脱剂通道、所述再生剂浓缩通道和所述相对电极形成电解池，以便在施加电解电势或电流时，驱使洗脱剂反应剂离子从所述洗脱剂通道到所述再生剂浓缩通道中。
11.根据权利要求10所述的抑制器-浓缩器装置，其中所述电极安置为邻近于所述再生剂通道并且所述相对电极安置为邻近于所述再生剂浓缩通道。
12.根据权利要求10所述的抑制器-浓缩器装置，其中所述电极安置于所述再生剂通道中并且所述相对电极安置于所述再生剂浓缩通道中。
13.根据权利要求10所述的抑制器-浓缩器装置，进一步包含安置为邻近于所述再生剂浓缩通道的气体去除通道，所述气体去除通道具有分离所述气体去除通道与所述再生剂浓缩通道的气体可渗透膜。
14.根据权利要求10所述的抑制器-浓缩器装置，进一步包含气体去除装置，所述气体去除装置包括：
气体去除通道；
气体再生剂通道；和
气体可渗透膜，所述气体可渗透膜分离所述气体去除通道与所述气体再生剂通道，以便准许气体在所述气体去除通道和所述气体再生剂通道之间转移；
其中所述气体再生剂通道在所述再生剂浓缩通道的下游并且流体地与所述再生剂浓缩通道互连，所述气体去除通道在所述洗脱剂通道的输出端的下游并且流体地与所述洗脱剂通道的输出端互连。
15.根据权利要求10所述的抑制器-浓缩器装置，进一步包含安放在所述再生剂浓缩通道内的气体去除通道，其中所述气体去除通道由至少部分地安置于所述再生剂浓缩通道中的气体可渗透管界定。
16.根据权利要求10所述的抑制器-浓缩器装置，其中气体去除通道安放成与所述再生剂浓缩通道邻接关系，并且所述相对电极与所述再生剂浓缩通道电连通，其中所述气体去除通道由至少部分地安置于所述再生剂浓缩通道中的平面气体可渗透管界定。
17.根据权利要求16所述的抑制器-浓缩器装置，其中所述相对电极为多孔的或包括延伸穿过其的多个孔。
18.一种操作离子色谱法系统的方法，所述方法包含：
使第一液流从所述离子色谱法系统的抑制器的离子接收再生剂通道流动，所述第一液流至少含有洗脱剂反应剂离子和水；
获得电解反应剂浓缩器装置，所述电解反应剂浓缩器装置包含：
反应剂离子源通道；
抗衡离子源通道；
再生剂浓缩通道；
第一离子交换阻挡层，所述第一离子交换阻挡层具有第一电荷并且至少可渗透具有与所述第一电荷相反极性的电荷的洗脱剂反应剂离子，但不可渗透具有与所述第一电荷相同极性的电荷的其它离子，其中所述第一离子交换阻挡层通过阻断液体在所述反应剂离子源通道和所述再生剂浓缩通道之间的总体流动而分离所述反应剂离子源通道与所述再生剂浓缩通道；
第二离子交换阻挡层，所述第二离子交换阻挡层具有与所述第一电荷极性相反的第二电荷并且至少可渗透具有与所述第二电荷相反极性的电荷的电解生成的抗衡离子，但不可渗透具有与所述第二电荷相同极性的电荷的其它离子，其中所述第二离子交换阻挡层通过阻断液体在所述抗衡离子源通道和所述再生剂浓缩通道之间的总体流动而分离所述抗衡离子源通道与所述再生剂浓缩通道；
与所述反应剂离子源通道电连通的电极；和
与所述抗衡离子源通道电连通的相对电极；
其中所述电极、所述反应剂离子源通道、所述再生剂浓缩通道、所述抗衡离子源通道和所述相对电极形成电解池；
使所述第一液流以第一流动速率流动到所述反应剂离子源通道；
使至少含有水的第二液流以第二流动速率流动到所述抗衡离子源通道；
使至少含有水的第三液流以第三流动速率流动到所述再生剂浓缩通道，其中所述第三流动速率小于所述第一流动速率；
施加电流或电势到所述电极和相对电极以便驱使所述洗脱剂反应剂离子从所述反应剂离子源通道和电解生成的抗衡离子从所述抗衡离子源通道到所述再生剂浓缩通道中以形成浓缩的再生剂溶液；
获得气体去除装置，所述气体去除装置包括：
气体去除通道；
气体再生剂通道；和
气体可渗透膜，所述气体可渗透膜分离所述气体去除通道与所述气体再生剂通道以便准许气体在所述气体去除通道和所述气体再生剂通道之间转移；其中所述气体再生剂通道在所述再生剂浓缩通道的下游并且流体地与所述再生剂浓缩通道互连；和
使所述浓缩的再生剂溶液从所述电解反应剂浓缩器装置流动到所述气体去除装置的所述气体再生剂通道，
其中所述电解反应剂浓缩器进一步包含流量控制装置，相较于所述第一液流到所述反应剂离子源通道中的所述第一流动速率，所述流量控制装置用于限制所述第三液流到所述再生剂浓缩通道中的所述第三流动速率，并且所述方法进一步包含使第四液流从所述气体去除通道流动到所述流量控制装置，经由所述流量控制装置将所述第四液流的第一部分作为输入提供到所述抑制器的离子源再生剂通道，和经由所述流量控制装置将所述第四液流的第二部分作为所述第三液流提供到所述再生剂浓缩通道，所述第二部分具有小于所述第一部分的流动速率的流动速率。
19.根据权利要求18所述的方法，其中所述反应剂离子源通道中的所述第一液流与所述再生剂浓缩通道中的所述第三液流逆向流动。
20.根据权利要求18所述的方法，其中到所述电极和相对电极的所述施加的电流处于预定水平。
21.根据权利要求18所述的方法，进一步包含
使所述抗衡离子源通道的输出流动到抑制器装置的离子源再生剂通道，
使所述抑制器装置的所述离子源再生剂通道的输出流动到所述抑制器装置的所述离子接收再生剂通道，和
使所述抑制器装置的所述离子接收再生剂通道的输出作为所述第一液流流动到所述反应剂离子源通道。
22.根据权利要求18所述的方法，其中流动速率比率为所述第一液流的流动速率除以所述第三液流的流动速率，所述流动速率比率在2/1到1000/1的范围内。
23.根据权利要求18所述的方法，其中流动速率比率为所述第一液流的流动速率除以所述第三液流的流动速率，所述流动速率比率在2/1到200/1的范围内。
24.根据权利要求18所述的方法，其中流动速率比率为所述第一液流的流动速率除以所述第三液流的流动速率，所述流动速率比率在10/1到30/1的范围内。
25.根据权利要求18所述的方法，其中所述浓缩的再生剂溶液为碱溶液并且所述气体去除装置为碳酸盐去除装置。
26.根据权利要求18所述的方法，其中所述浓缩的再生剂溶液为酸溶液并且所述气体去除装置为氨去除装置。
27.一种操作离子色谱法系统的方法，所述方法包含：
使第一液流从所述离子色谱法系统的离子检测器单元流动，所述第一液流至少含有水；
获得抑制器-浓缩器装置，所述抑制器-浓缩器装置包含：
再生剂通道；
洗脱剂通道；
再生剂浓缩通道；
第一离子交换阻挡层，所述第一离子交换阻挡层具有第一电荷并且至少可渗透具有与所述第一电荷相反极性的电荷的洗脱剂反应剂离子，但不可渗透具有与所述第一电荷相同极性的电荷的其它离子，其中所述第一离子交换阻挡层通过阻断液体在所述洗脱剂通道和所述再生剂浓缩通道之间的总体流动而分离所述洗脱剂通道与所述再生剂浓缩通道；
第二离子交换阻挡层，所述第二离子交换阻挡层具有与所述第一电荷相同极性的第二电荷并且至少可渗透具有与所述第二电荷相反极性的电荷的电解生成的离子，但不可渗透具有与所述第二电荷相同极性的电荷的其它离子，其中所述第二离子交换阻挡层通过阻断液体在所述再生剂通道和所述洗脱剂通道之间的总体流动而分离所述再生剂通道与所述洗脱剂通道；
与所述再生剂通道电连通的电极；
与所述再生剂浓缩通道电连通的相对电极；和
流量控制装置，相较于所述液体到所述洗脱剂通道中的流动速率，所述流量控制装置用于限制所述液体到所述再生剂浓缩通道中的流动速率，所述流量控制装置与所述洗脱剂通道的输出端和所述再生剂浓缩通道的输入端互连，使得通过所述再生剂浓缩通道的所述流动速率被配置成小于通过所述洗脱剂通道的所述流动速率；和
经由所述流量控制装置将第一部分作为所述第一液流提供到所述再生剂通道；
使所述第一液流以第一流动速率流动到所述再生剂通道；
使来自所述离子色谱法系统的分离柱的所述洗脱剂作为第二液流以第二流动速率流动到所述洗脱剂通道；
经由所述流量控制装置将第二部分作为第三液流提供到所述再生剂浓缩通道，所述第二部分具有小于所述液体到所述洗脱剂通道中的流动速率的流动速率
使所述第三液流以第三流动速率流动到所述再生剂浓缩通道，其中所述第三流动速率小于所述第二流动速率；和
施加电流或电势到所述电极和相对电极以便驱使所述洗脱剂反应剂离子从所述洗脱剂通道到所述再生剂浓缩通道并且在所述再生剂浓缩通道中电解生成抗衡离子，以形成浓缩的再生剂溶液。
28.根据权利要求27所述的方法，进一步包含：
获得气体去除装置，所述气体去除装置包括：
气体去除通道；
气体再生剂通道；和
气体可渗透膜，所述气体可渗透膜分离所述气体去除通道与所述气体再生剂通道以便准许气体在所述气体去除通道和所述气体再生剂通道之间转移；其中所述气体再生剂通道在所述再生剂浓缩通道的下游并且流体地与所述再生剂浓缩通道互连，
使来自所述抑制器-浓缩器装置的所述浓缩的再生剂溶液作为输入流动到所述气体去除装置的所述气体再生剂通道。
29.根据权利要求27所述的方法，其中所述电极、所述再生剂通道、所述洗脱剂通道、所述再生剂浓缩通道和所述相对电极形成电解池，以便在施加电解电势或电流时，驱使洗脱剂反应剂离子从所述洗脱剂通道到所述再生剂浓缩通道中。
30.根据权利要求27所述的方法，其中流动速率比率为所述第二液流的流动速率除以所述第三液流的流动速率，所述流动速率比率在2/1到1000/1的范围内。
31.根据权利要求27所述的方法，其中流动速率比率为所述第二液流的流动速率除以所述第三液流的流动速率，所述流动速率比率在2/1到200/1的范围内。
32.根据权利要求27所述的方法，其中流动速率比率为所述第二液流的流动速率除以所述第三液流的流动速率，所述流动速率比率在10/1到30/1的范围内。
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