[发明专利]一种利用磁场实现溶液中阴阳离子分离的装置及方法

摘要

本发明提供一种利用磁场实现溶液中阴阳离子分离的装置与方法，所述方法还可用于液体中具有阴阳电性的粒子团的分离或富集。所述装置包括：洛伦兹力分离装置，磁场空间，液体输送部分和液体收集部分。本发明是利用离子溶液在磁场中运动时带电离子受到的洛伦兹力实现离子的分离或富集；将静止磁体磁场改变为旋转磁体磁场，以提高离子和磁场间的相对运动速度，提高分离效果；实现常温常压下溶液中阴阳离子的分离或富集，与电化学反应方法相比不存在电极的腐蚀问题。本发明的装置具有结构简单、操作方便、造价低廉、能耗低、使用寿命长、适用性广、磁污染小等特点。

主权项

1.一种利用磁场实现溶液中阴阳离子分离的装置，其特征在于，所述装置包括液体输送部分、洛仑兹力分离装置、磁场空间和液体收集部分，所述液体输送部分通过洛仑兹力分离装置连接液体收集部分，所述洛仑兹力分离装置设置在磁场空间内，所述磁场空间为配有电机的旋转磁场空间。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述洛仑兹力分离装置包括液体分离流道、液体进液输送管和第一液体出液输送管、第二液体出液输送管和第三液体出液输送管，所述液体进液输送管一端连接液体输送部分，另一端通过液体分离流道分别连接第一液体出液输送管、第二液体出液输送管和第三液体出液输送管，所述第一液体出液输送管、第二液体出液输送管和第三液体出液输送管另一端均连接液体收集部分。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述装置液体输送部分用于将溶液、离子液体或者含有阴阳电性的粒子团的液体通过液体进液输送管输送到配有电机的旋转磁场空间中；所述配有电机的旋转磁场空间液体中的阴阳离子在洛仑兹力的作用下发生偏转，阴离子和阳离子会偏向两个相反的方向，并分别从左右两个不同的出流口流出，低浓度的液体从第二液体出液输送管的出流口流出，并由液体收集部分收集。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述磁场空间由永磁体直接构成，其形状为圆柱体、圆锥体或圆台状，横截面为方形、三角形、梯形或多边形，对采用的永磁体或者轭铁的横截面形状为方形、三角形、梯形或多边形。

5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述磁场空间由轭铁配合永磁体构成，其形状为圆柱体、圆锥体或圆台状，横截面为方形、三角形、梯形或多边形，对采用的永磁体或者轭铁的横截面形状为方形、三角形、梯形或多边形。

6.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述的磁场空间由磁体、轭铁并配合电机带动形成，旋转过程中磁场空间两侧的磁体的旋转状态包括同步旋转、异步旋转和一侧静止另一侧旋转,所述的磁体结构也可以仅由单侧磁体组成。

7.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述磁场洛仑兹力分离装置采用多级结构，所述多级结构的前一级的液体出口为后一级的液体入口。

8.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述磁场洛仑兹力分离装置采用多磁场空间并联的方式实现，所述多磁场空间并联为液体通过入口流入洛仑兹力分离装置后可以分别同时流入数个相互并行的磁场空间中，然后汇总后从出口流出。

9.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述洛仑兹力分离装置中的磁体采用层叠结构，所述层叠结构为：由多个磁体组成层叠磁体阵列或者由磁体加轭铁组成阵列结构。

10.一种利用磁场实现溶液中阴阳离子分离的方法，基于上述权利要求1‑9之一所述的装置，其特征在于，所述方法包括：

S1：将溶液、离子液体或者含有阴阳电性的粒子团的液体通过液体进液输送管输送到配有电机的旋转磁场空间中；

S2：液体中的阴阳离子在高速旋转的磁场空间中受到洛仑兹力的作用下而发生偏转，阴离子和阳离子分别偏向两个相反的方向，分别偏向到流道的两侧；

S3：在液体分离流道中发生偏向的阴阳离子通过导流板分别从第一液体出液输送管和第三液体出液输送管流出，低浓度液体从第二液体出液输送管流出，并由液体收集部分进行收集，完成分离。