[發明專利]具有樣品脫氣系統的伏安設備

無效

• 申請號: 200980114901.0
• 申請日: 2009-01-27
• 公開（公告）號: CN102112886A
• 公開（公告）日: 2011-06-29
• 發明（設計）人: V·多佐特瑟夫;W·T·迪特澤
• 申請（專利權）人: TD微檢公司
• 主分類號: G01R19/145
• 分類號: G01R19/145;G01R31/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 李帆

技術領域

本發明涉及具有電分析單元和樣品脫氣系統的電分析設備，和用于液體樣品溶液的伏安分析的方法。

背景技術

伏安法是用于分析化學和工業過程的電分析方法。伏安技術涉及在分析單元中對電極施加電勢并監測流過該單元的所得電流。

電分析檢測器和伏安單元在本領域中是公知的，并且已經在實驗室中長期應用于微量元素的分析。電分析單元具有三種電極：工作電極、輔助電極和參考電極。工作電極是發生目標反應的電極。工作電極是陰極還是陽極取決于該反應是還原反應還是氧化反應。工作電極有時是汞電極，但也可以由其它材料制成，例如惰性金屬或惰性碳。輔助電極和參考電極用于建立和保持相對于工作電極的恒定電勢。流過輔助電極的電流與工作電極的電流大小相同但電荷相反。輔助電極(也稱為反電極)阻止非期望電流流過參考電極，并且通常由細鉑絲、金絲或者不影響樣品的任何其它導電材料組成。參考電極用于測量電分析電勢，并且一般由具有穩定和公知的電極電勢的電極組成，例如甘汞電極或銀/氯化銀電極。

工作電極為滴汞電極(DME)的伏安儀器在本領域是公知的。這些傳統的伏安儀器的特征是在玻璃毛細管末端形成有汞滴，其頂端接觸樣品溶液。汞與玻璃毛細管之間的獨特的物理特性和表面張力提供汞滴的復現性及穩定性，因而提供了通過形成新汞滴來更新電極表面的簡單方法。然而，DME也具有顯著的缺陷，這些缺陷限制了它在無人值守的場所作為自動檢測器的用途。DME的主要局限是：(1)毛細管堵塞，這使得必須經常更換毛細管；(2)大批量單元，這不適用于流通(flow-through)操作；和(3)在電分析單元操作中產生的大量汞廢物，這些汞廢物引發健康和環境顧慮。

已試圖改進傳統的DME。Barnes等人在美國專利US4,138,322中描述了基于玻璃脫氣室的脫氣系統。雖然該系統允許強勁脫氣過程(intense?degassing?process)，但它也遭遇如下不利：不良的氣體/流體分離以及復雜和低效的電分析單元設計。Yarnitsky在WO99/28,738中描述了一種再生DME，其通過接觸充氧水對汞進行凈化和再利用。然而，盡管該系統經過某些調節以適應流動條件，但是仍存在與使用玻璃毛細管有關的持久缺陷。Dozortsev在WO?03/019133中描述了一種電分析單元設計，其不使用玻璃毛細管并且提供在線的汞凈化，然而僅能分析之前已經脫氣的樣品。

因而，存在對如下集成伏安系統的需求：其中集成汞電極、脫氣系統和整個儀器的操作并且適合自動流動操作。本發明滿足了這一需求，并且提供進一步相關的優點。

發明內容

一方面，本發明提供了一種電分析設備，其具有電分析單元、脫氣系統和循環裝置。所述電分析單元具有工作電極、輔助電極和參考電極。所述脫氣系統與電分析單元流體連通。所述循環裝置用于使樣品連續循環通過電分析單元和脫氣系統。

在一個實施方案中，工作電極是無滴汞電極(dropless?mercury?electrode)。在另一個實施方案中，輔助電極選自汞、玻璃碳、鉑、金、銀、鎳和鈀。在又一個實施方案中，參考電極選自氯化銀和甘汞。

在一個實施方案中，脫氣系統包含脫氣室。在一個實施方案中，脫氣系統包含熱源。

一方面，本發明提供了用于伏安分析的系統，其具有分離室、電分析單元、流動通道、脫氣系統、和泵。所述分離室用于接收和分離樣品/氣體混合物。所述電分析單元具有包括工作電極入口、輔助電極、參考電極、和汞金屬室的流動路徑。所述流動通道用于在分離室和電分析單元之間提供流體連通。所述脫氣系統用于對液體樣品溶液進行脫氣并且與電分析單元和分離室流體連通。所述泵用于使液體樣品溶液循環通過分離室、電分析單元、和脫氣系統。

在一個實施方案中，工作電極是位于分離室和汞室之間的無滴汞電極。在另一個實施方案中，輔助電極為容納在汞室內的汞。在又一個實施方案中，參考電極位于汞室的無汞上部內。

在一個實施方案中，分離室具有用于接收液體樣品/氣體混合物的第一樣品入口，用于將液體樣品溶液排入流動通道的樣品出口，用于接收來自脫氣系統的已脫氣液體樣品溶液的第二樣品入口，和用于釋放從已脫氣液體樣品溶液中分離出的氣體的排氣孔。

在一個實施方案中，流動通道位于分離室和汞室之間。流動通道與汞通道流體連通從而將汞提供給工作電極。

在一個實施方案中，汞室具有用于接收來自流動通道的液體樣品溶液和汞的汞室入口，用于排出液體樣品溶液的第一汞室出口，和用于將汞排入汞通道的第二汞室出口。