强碱溶液中碳酸根的捕获装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种强碱溶液中碳酸根的捕获装置。该装置使用一阴离子交换微球替代传统的阴离子交换平板膜作为淋洗液通道和再生液通道的隔离功能部件。该捕获装置是基于电渗析原理、可在线脱除强碱淋洗液中残留的碳酸根。其腔体体积约200至500nL，耐压约15MPa。主要适用于使用强碱淋洗液的毛细管离子色谱系统。该装置有利于提高分析重现性和检测灵敏度。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及溶液提纯设备
，特别是用于毛细管色谱方向的强碱溶液中碳酸根的捕获装置。
技术介绍
离子色谱是液相色谱的ー个分支，主要是用于离子态化合物的分离分析。其中离子色谱是目前分析无机阴离子的首选技术。在阴离子分析中，从检测角度而言，氢氧根淋洗液(最常用的是氢氧化钠或氢氧化钾)最为理想，因为氢氧根淋洗液经抑制器抑制后的产物为纯水，在电导检测器(是离子色谱最常用的检测模式)上背景电导很小，有利于信噪比的提高。相比之下，另外ー种常用的阴离子淋洗液碳酸根体系，其抑制产物是碳酸。由于碳酸 微弱的电离其背景电导明显高于纯水。鉴于氢氧根淋洗液在检测方面的优势，现已经发展出专门适配于氢氧根淋洗液的色谱柱，在阴离子分析中得到广泛的使用。由于氢氧根(ー价离子)相对于碳酸根(ニ价离子)而言，洗脱能力明显不足，因此若氢氧根淋洗液中若混杂或被碳酸根所污染，就会导致样品保留重现性变差，影响分析的精度。另外，碳酸根的存在也不利于后续的检测。事实上，氢氧根淋洗液极易被碳酸根所污染，这是因为空气中的ニ氧化碳很容易溶解到氢氧根溶液(碱溶液)中而转变为碳酸根，尤其是对于高浓度的碱溶液而言更是如此。因此消除氢氧根淋洗液中残留的碳酸根是确保分析结果重现的重要前提。通常的解决方式尽可能的加快配液速度，减少污染的机会，但由于空气中大量的ニ氧化碳，污染总是难以避免；美国戴安公司为解决该问题，提出了ー种基于离子交換膜的在线碳酸根捕获装置，基本原理是利用电渗析原理，一阴离子平板膜将淋洗液通道和再生液通道隔离开来。其中淋洗液通道内放置阴极，而再生液通道内放置阳极。工作时，在电场作用下淋洗液溶液中的碳酸根通过阴离子平板膜电迁移到阳极区，阴极电极附近电解水产生氢氧根平衡被捕获的碳酸根。毛细管离子色谱以其高效、节省溶剤、易于和质谱联用等优势成为近年来最受人关注的分析技术之一。毛细管分离柱内径通常在0.1至0.6 _之间，相对于传统离子色谱系统(4_ i. d.)淋洗液和样品可节省100倍左右。由于通道尺寸的降低，要求其他部件的要求适配。碳酸根捕获装置作为现代离子色谱系统ー个重要的附件，要发展毛细管离子色谱系统，有必要研制微型碳酸根捕获装置。美国戴安公司在其常规装置的基础上在2010年也推出了其适用于毛细管离子色谱的微型装置。该装置仍然采用和传统系统相同的结构，仅仅是尺寸的按比例下降。其缺陷是离子交換平板膜耐压能力不足(通常〈O. 8 MPa)，该装置采用几十层膜叠加的方式实现耐压能力的提升以克服平板膜耐压不足的缺陷，但结构非常复杂，同时平板膜的使用不利于降低腔体体积。
技术实现思路
本技术的目的是为了解决上述技术问题，提供一种强碱溶液中碳酸根的捕获装置，以期实现本装置能在较高压力下进行工作。本技术采取的技术方案是—种强碱溶液中碳酸根的捕获装置，包括一个再生液通道、一个淋洗液通道，所述再生液通道和所述淋洗液通道之间通过一个阴离子膜互相隔开，在所述再生液通道中设置直流电阴极，在所述淋洗液通道中设置直流电阳极，其特征在是，所述阴离子膜为球形或盘形。进一步，在所述再生液通道中设有进水管，所述进水管作为直流电阴极。进一步,所述进水管为钼金管。进一步,所述再生液通道中液体为纯水,所述强碱溶液为氢氧化钠或氢氧化钾或氢氧化锂。进一步，所述阴离子膜为季胺型、叔胺型或仲胺型。 进一步，所述球形阴离子膜或盘形阴离子膜的直径为0. 5mm至1mm。进一步，所述再生液通道和淋洗液通道固定安装在不锈钢三通或PEEK四通内。本技术的有益效果是I、结构简单，体积控制在200至500nL ；2、耐压能力强,可达15Mpa ;3、阴离子微球的球形形状，使两通道的密封性能提高；4、在毛细管离子色谱系统中该装置有利于提高分析重现性和检测灵敏度。附图说明附图I是本技术的结构示意图。附图中的标号分别为I.不锈钢三通；2.淋洗液通道；3.阴离子微球；4.再生液通道；5.进水管。具体实施方式以下结合附图对本技术强碱溶液中碳酸根的捕获装置的具体实施方式作详细说明。参见附图1，不锈钢三通I的直边安装淋洗液通道2，其直径在0. Imm至0. 6mm之间，在不锈钢三通I的垂直边安装再生液通道4，淋洗液通道2和再生液通道4相联通，在两个通道相交处，安装阴离子膜，阴离子膜可选球形或盘形，即阴离子微球3，其直径为0.5mm至1_，阴离子微球使淋洗液通道2与再生液通道4隔开，只能容许阴离子通过。在再生液通道4内，安装进水管5，进水管5的进水端连接蠕动泵或气动泵，出水端接管阴离子微球3。在再生液通道4内设置阳电极，在淋洗液通道2内设置阴电极，阴阳电极由恒电流源供电，电极选用棒状电极。进水管5采用钼金材料，可兼做阳电极，淋洗液通道2可设置与不锈钢三通I的壳体相通，不锈钢三通I可直接作为阴电极。不锈钢三通I内通过聚醚醚酮(PEEK)管对再生液通道4和淋洗液通道2进行固定，或者直接使用PEEK材质的三通或四通。本捕获装置由于结构简单，其腔体体积可达到200至500nL，由于使用阴离子微球3，其耐压值达到15MPa。本技术强碱溶液中碳酸根的捕获装置的工作过程是，氢氧化钠或氢氧化钾或氢氧化锂强碱溶液在一定流速下连续流经淋洗液通道2，阴离子微球3将再生液通道4和淋洗液通道2隔离开来。纯水在蠕动泵或气动泵的驱动下经进水管5连续通过再生液通道4。进水管接通恒电流源的阳极，不锈钢三通I接通阴极，在电场作用下，淋洗液通道2内的碳酸根离子经过阴离子微球3进入再生液通道4，在再生液通道4中由于水电解产生的氢离子与碳酸根离子作用生成碳 酸，并被连续流动的纯水携带至废液瓶中；在淋洗液通道2中由于水电解产生氢氧根离子平衡脱除掉的碳酸根离子。以上所述仅是本技术的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人员，在不脱离本技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种强碱溶液中碳酸根的捕获装置，包括一个再生液通道、一个淋洗液通道，所述再生液通道和所述淋洗液通道之间通过一个阴离子膜互相隔开，在所述再生液通道中设置直流电阴极，在所述淋洗液通道中设置直流电阳极，其特征在于：所述阴离子膜为球形或盘形。

【技术特征摘要】
1.一种强碱溶液中碳酸根的捕获装置，包括ー个再生液通道、一个淋洗液通道，所述再生液通道和所述淋洗液通道之间通过一个阴离子膜互相隔开，在所述再生液通道中设置直流电阴极，在所述淋洗液通道中设置直流电阳极，其特征在于所述阴离子膜为球形或盘形。2.根据权利要求I所述的强碱溶液中碳酸根的捕获装置，其特征在于在所述再生液通道中设有进水管，所述进水管作为直流电阴扱。3.根据权利要求2所述的强碱溶液中碳酸根的捕获装置，其特征在于所述进水管为钼金管。4.根据权利要求I至3中任一项所述的强碱溶液中...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨丙成，娄然，章飞芳，梁鑫淼，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：实用新型
国别省市：