[发明专利]制备包含阳离子和阴离子的溶液的装置和方法

说明书

技术领域

本公开涉及包含阳离子和阴离子的溶液的制备，特别是包含选择性阳离子和阴离子的溶液的制备。

背景技术

离子是带电粒子，其在活的有机体内，以及在工业和家庭应用中具有各种功能。

目前，包含离子的溶液采用传统的化学溶解的方法来制备。例如，包含K⁺和Cl^-的溶液可以通过在诸如水的溶剂中溶解氯化钾(KCl)，或稀释浓缩的KCl溶液来制备。

然而，以这种方式，阴离子和阳离子都按照摩尔比添加，这是不可控的。例如，通过在水中溶解KCl，K⁺和Cl^-以1:1的摩尔比添加。通过溶解Na₂SO₄，Na⁺和SO₄^2-以摩尔比2:1添加。

因此，结果是，具有能够更好地控制到溶液中的离子释放的新的方法和装置是重要且有意义的。

发明内容

根据上述传统的方法，为了制备包含某些类型的阳离子(例如K⁺)和阴离子(例如Cl^-)的溶液，可以使用离解成阳离子和阴离子的相应电解质(例如KCl)。可替代地，具有所需阳离子的一种电解质和具有所需阴离子的另一电解质被一起使用，以提供所需的阳离子和阴离子的溶液，该溶液包含不需要的其它离子。鉴于在不同情况下可能需要阳离子和阴离子的不同组合，用户必须管理大量种类的电解质。

此外，对于诸如KCl之类的电解质，只要诸如K⁺之类的阳离子例的浓度是确定的，诸如Cl^-之类的阴离子的浓度由此确定。如果需要制备具有浓度为x的K⁺和浓度为y的Cl^-的溶液，其中x与y不同，额外类型的化学品，例如K₂SO₄、HCl等等，将需要被加入到该溶液中，这意味着阳离子和阴离子的浓度必须通过各添加剂的精确重量测量预先被控制。

此外，在制备溶液中，为了获得一些诸如H⁺之类的离子，用户可能必须使用腐蚀性化学品，例如HCl、H₂SO₄作为制备的原材料或中间材料，这对用户是危险的。

为了更好地解决上述问题中的一个或多个问题，具有自动制备包含阳离子和阴离子的溶液的装置是有利的。这对单独地控制阳离子和阴离子的种类也是有利的。

此外，如果该装置单独并自动控制阴离子和阳离子的各自浓度，将是有利的。

此外，如果该装置的用户摆脱令人不快的腐蚀性化学品将是有利的。

在本发明的一个实施例中，用于制备包含阳离子和阴离子的溶液的装置包括：

-至少一个阳离子释放模块，所述至少一个阳离子释放模块中的每个阳离子释放模块均被配置为释放至少一种类型的阳离子；

-至少一个阴离子释放模块，所述至少一个银离子释放模块中的每个银离子释放模块均被配置为释放至少一种类型的阴离子；

-控制器，被配置为控制至少一个所述阳离子释放模块和至少一个所述阴离子释放模块以释放相应类型的离子。

阳离子释放模块和阴离子释放模块可分别释放某种类型的阳离子和阴离子到溶液中。因此，溶液中的阳离子和阴离子的种类可以被分别控制。

此外，通过所述装置从多种类型的阳离子和/或阴离子中为溶液选择所需类型的阳离子和阴离子将是有利的。为了更好地解决这一问题，在一个优选实施例中，所述装置包括至少两个分别用于不同类型阳离子的阳离子释放模块，和/或至少两个分别用于不同类型阴离子的阴离子释放模块。在该优选实施例中，只通过少数几个阳离子释放模块和阴离子释放模块，能够提供具有阳离子和阴离子的各种组合的溶液，考虑到了灵活性和简单性两者。

在一个优选实施例中，阳离子释放模块包括：连接到控制器并被配置为浸入在溶液中的金属和/或合金电极；所述控制器被配置为在金属和/或合金电极上施加正电压，使得阳离子被释放到溶液中。