[实用新型]一种用于色谱技术的双极膜酸碱液体发生装置

说明书

技术领域：

本发明涉及一种用于色谱技术的双极膜酸碱液体发生装置，特别是用于离子色谱的自动淋洗液发生装置，以及离子抑制装置。 

背景技术：

离子色谱作为一种有效的分离和分析技术，其分离机理为：淋洗液及待测样品流入填有离子交换树脂的分离拄，待测离子形成不同的色谱区带流出分离拄，如果使用抑制法的离子色谱，色谱柱流出液还要经过抑制器进行本底抑制。但在离子色谱应用中，要随时保证淋洗液的离子浓度与要求相符，因此实际操作步骤繁琐。此外在液相色谱使用中，淋洗液的PH值对分析结果的影响也很大，调节流动相PH值的操作也很繁琐，美国戴安公司已经开发了一种针对离子色谱的淋洗液自动发生装置(US Patent No.：US 6316270B1)，商品名称为RFIC-EG。但该装置采用单膜电解原理，利用水在电极上的电解原理产生氢离子和氢氧根离子，在产生氢离子和氢氧根离子的同时也产生氢气和氧气，反映方式成如下，阳极反应为： 阴极反应为：H₂O+2e＝2OH^-+H₂↑，由于其使用的是单膜电解原理，需采用除气装置使流路中发生的氧气或氢气排出系统才能使用。而且为了制备像Na₂CO₃，NaHCO₃这样的复合组份还需添加一个电解装置来调节配比。此外国内还有类似的专利进行申请，(专利申请号：200810223916)，使用的还是阳极或阴极电解水的原理，其产生氢离子，氢氧根离子的原理与戴安的原理相同，阳极反应为： 阴极反应为：H₂O+2e＝2OH^-十H₂↑，由于反应原理的限制，其并未根本解决反应系统产生气体的问题。但其通过巧妙的流路设计使产生的气体不进入色谱系统中，但以上通过电极电解水有共同的问题就是，1)电极电解水的理论电位(2.075V)相对与水的理论分解电压(0.828V)来说相差较大，结果就是消耗较多的能量。电解水能耗为198.5kJ/mol，而双极膜解离水的能耗为79.9kJ/mol。2)只有在电极上电解产生氢离子和氢氧根离子，重复排布比较复杂。 

传统上人们利用水在阴极和阳极上的电解来生成H⁺和OH^-，电解的同时也生成了O₂和H₂，此过程中伴随的过电压消耗了大约一般的能量，而双极膜区别于以往的离子交换膜，可以将水直接解离为H⁺和OH^-，同时不会生成气体，通过适当的组合，可以将盐转变成相对应的酸和碱，该过程同时利用了双极膜(BPM)和传统的阳离子交换膜(CEM)，阴离子交换膜(AEM)，其中离子的分离和结合受直流电场驱动力与离子交换膜离子选择性透过的影响， 因此，利用双极膜的特点，可以应用于色谱领域，尤其是离子色谱领域的淋洗液产生。如图1为双极膜离解水示意图。 

名词解释：CEL(Cation Exchange Level)阳离子交换层，AEL(Anion Exchange Level)阴离子交换层，J水解离界面，X^-代表阴离子，M⁺代表阳离子。 

发明内容：

本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单，发生室内无气体产生，造价低廉，使用方便的用于色谱技术的酸碱液体发生装置。本发明非常适合作为离子色谱的自动淋洗液发生装置，解决该技术问题的方法是采用双极膜(Bipolar Membranes)离解水的原理，在双极膜上离解水产生H⁺离子和OH^-离子，反应方程式为H₂O＝H⁺+OH^-，整个过程不产生气体，配合离子交换膜和电场使用，使离子定向迁移至指定部位发生化学反应而配制出设定浓度的酸碱液体。并且同时能产生纯净的H⁺和OH^-根离子，且酸碱的浓度可以根据外界电场的变化而改变。 

一种用于色谱技术的双极膜酸碱液体发生装置，包括，阴极(1)，阴极室(2)，阳离子交换膜(3a)、(3b)，盐室(4a)、(4b)，阴离子交换膜(5a)、(5b)，酸室(6)，双极膜(7)，碱室(8)，阳极室(12)，阳极(13)，其特征在于双极膜(7)置于阴极(1)与阳极(13)之间，在实际使用中。 

1.可以增加双极膜和离子交换膜的数量和排列顺序。