CN1170158C - 电极电解液室一体化的电化学离子色谱抑制器 - Google Patents

Abstract

涉及一种利用电解、电渗和离子交换原理分析材料的装置。尤其是将电极与电解液室一体化的电化学离子色谱抑制器。设有壳体；淋洗液抑制室；阳极和阴极，阳极、阴极与淋洗液抑制室三者组成无电解液室的两电极一室夹层结构，所说的阳极和阴极为多孔的耐蚀电极，阳极与阴极的内侧分别贴离子交换树脂膜。抑制器采用多孔的耐蚀电极为电解电极。由于电极的多孔性，提供了电解液流动的空间、电荷传输通道和气体排放流路；多孔电极将电极与电解液室集为一体，省去电解液室，无须在电极室充填离子交换材料，也无须设有再生液网屏。可将电极紧贴在离子交换膜，因电极的良导电性，使抑制器可在引入纯水或引入检测器流出的尾液的工作模式及很低的电压下工作。

Description

电极电解液室一体化的电化学离子色谱抑制器

技术领域

本发明涉及一种利用电解、电渗和离子交换原理分析材料的装置。尤其是将电极与电解液室一体化的电化学离子色谱抑制器。

背景技术

离子色谱抑制柱是双柱型离子色谱的重要部件，用于降低背景电导，增强样品电导，提高检测灵敏度。

CN 85102998A号专利公开了一种应用电渗和离子交换原理制备的离子色谱抑制柱。抑制柱采用阳极室、抑制室和阴极室三室夹层结构。抑制室夹在两张相同类型的离子交换膜之间。阳极室和阴极室充满酸性(或碱性)电解液并置有耐蚀电极。在电场和离子交换膜的共同作用下抑制柱可以不断地去除与被测离子反号的离子，达到降低背景电导，增强样品电导，长期工作的目的。由于柱体采用三室夹层结构，所用电极采用实体、无孔电极，为了排除电解产生的气体，电极与离子交换膜不能紧贴在一起，与夹在抑制室两侧的离子交换膜之间有一定距离，电极与离子交换膜之间的电荷(离子)传输必须经过一定厚度的电解液通道，电解产生的气体从电极室中逸出。为了柱体在较低的工作电压下正常工作，电极室只能注满稀酸、稀碱等电导性较好的电解液，无法采用输入纯水或引入检测器流出的尾液电解产生抑制剂(H⁺或OH^-)。此种装置，不仅结构复杂，而且耗费了一定的化学试剂。

CN 00201227.8号专利公开了一种连续自再生的高效离子交换装置，其结构与上述CN85102998号专利基本一样，也是采用三室夹层结构。其不同之处在于：采用将检测器流出的尾液引入电极室，电解产生抑制剂。同样此装置的电极与离子交换膜不能紧贴在一起，与夹在抑制室两侧的离子交换膜之间有一定距离。为了降低电极与膜之间的电阻，该离子交换装置在电极室内填充离子交换树脂或其它离子交换材料。该离子交换装置虽利用检测器流出的尾液电解产生抑制剂，但还是三室夹层结构，一方面电极室引入离子交换树脂或其它离子交换材料使柱体结构复杂，另一方面虽然离子交换树脂或其它离子交换材料具有一定的导电能力，但仍存在一定电阻，导致柱体工作时的电压较高。此外，附加的分流装置也增加了结构的复杂性。

1992年，美国戴安公司推出新型电化学式的自再生离子色谱抑制柱(SRS)，基本上也是采用三室夹层结构，抑制器虽然注意到电极排布的位置对电解工作压和电流效率的影响，但是由于所采用的平板电极没有液体通道和气体流路。因此，结构上采用了再生网屏，利用再生网屏的多孔性，排除电解产生的气体。在电极排布上，一根电极(阳极)紧贴离子交换膜，置于再生网屏和离子交换膜之间，降低了电极与离子交换膜之间的电阻，但由于排气困难，另一根电极(阴极)置于再生网屏和硬件层之间。电极与离子交换膜之间隔着再生网屏，采用再生网屏使结构变得更复杂。再生网屏的导电能力有限，使柱体的工作电压较高。

发明内容

本发明提供一种可采用引入纯水或将检测器的流出的尾液引入电极室，电解产生抑制剂的电化学离子色谱抑制器；

本发明的另一目的是提供一种工作电压低，结构简单，性能优良，价格便宜的新型的离子色谱抑制器。

本发明包括壳体、淋洗液抑制室、阳极和阴极，淋洗液抑制室、阳极和阴极均置于壳体内，且阳极和阴极分别位于淋洗液抑制室两侧，阳极、阴极和淋洗液抑制室三者组成无电解液室的两电极一室夹层结构，在淋洗液抑制室的的底部和顶部分别设有进液口和出液口，在淋洗液抑制室内填有离子交换材料，所说的阳极和阴极为多孔的耐蚀电极，阳极与阴极的内侧分别贴有离子交换树脂膜；置阳极的壳体一侧的下部和上部及置阴极的壳体一侧的下部和上部均分别设有进液口和出液口。

抑制器采用多孔的耐蚀电极为电解电极。由于电极的多孔性，提供了电解液流动的空间、电荷传输通道和气体排放流路；多孔的耐蚀电极将电极与电解液室集为一体，省去了电解液室，组成无电解液室的两电极一室夹层的新型结构，无须在电极室充填离子交换材料，也无须设有再生液网屏。可将电极紧贴在离子交换膜，由于电极优良的导电性，使抑制器可以在引入纯水或引入检测器流出的尾液的工作模式下，并在很低的电压下工作。

附图说明

图1为本发明以阴离子抑制器为例的结构和工作原理示意图。

具本实施方式

如图1所示，采用两电极一室夹层结构。淋洗液抑制室1夹在两张阳离子交换树脂膜2，2’之间。两张阳离子交换树脂膜2，2’外侧分别紧贴着耐蚀的多孔阳极3和多孔阴极4。多孔阳极3、多孔阴极4置于壳体内。在淋洗液抑制室1的底部和顶部分别设有进液口5和出液口6。置多孔阳极3的壳体一侧下部和上部分别设有进液口7和出液口8。置多孔阴极4的壳体一侧的下部和上部分别设有进液口9和出液口10。淋洗液抑制室1内填有阳离子交换材料。壳体采用聚四氟乙稀材料，或耐蚀塑料。工作时来自分离柱的淋洗液例如Na₂CO₃带着被分离的样品例如NaCl从抑制室的进液口5流入抑制室，进行离子交换后，从抑制室的出液口6流出进入电导检测器，从电导检测器出口流出的尾液从壳体的进液口7流入，在多孔阳极3穿行提供电解水源，尾液带着电解产生的气体从出液口8流出并从进液口9流入，在多孔阴极4穿行提供电解水源，尾液带着电解产生的气体从出液口10流出。

工作时接通在多孔阳极3和多孔阴极4之间的直流恒流电源。发生下述电极反应和离子交换过程：

流入阳极的水在多孔阳极3上发生阳极反应：

流入阴极的水在多孔阴极4上发生阴极反应： 在直流电场和阳离子交换树脂膜的共同作用下多孔阳极3电解产生的H⁺透过阳离子交换树脂膜2进入淋洗液抑制室1和来自阴离子分离柱的淋洗液Na₂CO₃中的CO₃ ^2-结合成低电导的H₂CO₃溶液降低了背景电导；和来自阴离子分离柱的样品溶液例如NaCl中的Cl^-结合成高电导的HCl溶液提高了样品电导。大大提高了阴离子分析的灵敏度。进入阴离子淋洗液抑制室1内与被测离子反号的离子例如Na⁺透过阳离子交换树脂膜2’进入多孔阴极4，与多孔阴极4电解产生的OH^-结合成NaOH被除去。电解产生的O₂，H₂，被流动的液体一起带出柱壳外。

阴、阳极上电解的水源也可以从外部经进液口7引入纯净水。

作为阳离子抑制器时，两张阳离子交换树脂膜2，2’改为阴离子交换膜。淋洗液抑制室1内改填阴离子交换材料。进液口9与电导检测器的出口相接。出液口10与进液口7相接，出液口8为废液的出口。

由于采用多孔耐蚀电极，电极集电荷传输通道、电极反应、电解液流路、气体通路为一体，成为两电极一室夹层结构的新型的电解产生抑制剂的离子色谱抑制柱。阴极、阳极紧贴在离子交换膜，由于电极优良的导电性，电极与膜之间基本实现零电阻，可使抑制器在很低的工作电压下工作，从而使柱体的结构更简洁，性能更稳定。

Claims (6)

1、电极电解液室一体化的电化学离子色谱抑制器，包括壳体、淋洗液抑制室、阳极和阴极，其特征在于：淋洗液抑制室、阳极和阴极均置于壳体内，且阳极和阴极分别位于淋洗液抑制室两侧，阳极、阴极和淋洗液抑制室三者组成无电解液室的两电极一室夹层结构，在淋洗液抑制室的的底部和顶部分别设有进液口和出液口，在淋洗液抑制室内填有离子交换材料，所说的阳极和阴极为多孔的耐蚀电极，阳极与阴极的内侧分别贴有离子交换树脂膜；置阳极的壳体一侧的下部和上部及置阴极的壳体一侧的下部和上部均分别设有进液口和出液口。

2、如权利要求1所述的电极电解液室一体化的电化学离子色谱抑制器，其特征在于壳体采用聚四氟乙稀材料，或耐蚀塑料。

3、如权利要求1所述的电极电解液室一体化的电化学离子色谱抑制器，其特征在于所说的电极电解液室一体化的电化学离子色谱抑制器为阴离子抑制器，阳极与阴极的内侧分别贴阳离子交换树脂膜。

4、如权利要求1所述的电极电解液室一体化的电化学离子色谱抑制器，其特征在于淋洗液抑制室内填有阳离子交换材料。

5、如权利要求1所述的电极电解液室一体化的电化学离子色谱抑制器，其特征在于所说的电极电解液室一体化的电化学离子色谱抑制器为阳离子抑制器，阳极与阴极的内侧分别贴阴离子交换树脂膜。

6、如权利要求1所述的电极电解液室一体化的电化学离子色谱抑制器，其特征在于淋洗液抑制室内填有阴离子交换材料。

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