[發明專利]一種不用脫氣的酸堿發生裝置

在審

• 申請號: 202010093178.0
• 申請日: 2020-02-14
• 公開（公告）號: CN111549354A
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發明（設計）人: 昝保真;昝軍;昝昆
• 申請（專利權）人: 北京歷元儀器有限公司
• 主分類號: C25B1/20
• 分類號: C25B1/20;C25B1/04;C25B3/00;C25B9/08;C25B9/18;C25B15/08
• 代理公司: 北京細軟智谷知識產權代理有限責任公司 11471
• 代理人: 王睿

本發明提供了一種不用脫氣的酸堿發生裝置，包括將陰陽電極分別置于第一低壓腔和第二低壓腔中，兩個低壓腔的頂部均設置出氣口。兩個低壓腔的底部對接并在連接部位形成高壓腔，在其中一個低壓腔中存有高濃度的酸溶液或者堿溶液，另一個低壓腔中可以是低濃度的酸堿溶液或水。從而使得電極上的電解反應產生的H₂和O₂直接從兩個低壓腔頂部排出，而不進入中間的高壓腔中，因此省去了高壓脫氣單元。同時在高壓腔兩側設有離子交換膜組，保證了離子的遷移通道。這一裝置不單降低了酸堿發生裝置的費用，同時也降低了設備整體的故障率。

技術領域

本發明涉及化學分析技術領域，具體涉及一種不用脫氣的酸堿發生裝置。

背景技術

酸堿發生裝置在化學檢測儀器的各個領域都有廣泛應用，特別是在離子色譜分析中，流動相是由KOH(陰離子分析)或者甲烷磺酸(陽離子分析)的水溶液組成。而傳統的流動相一般是用化學試劑人工配置而成，人工配置過程會存在一些問題，如試劑的純度、稱量器具的精度要求、人工配置的誤差和配置過程對純水的要求等均存在偏差。特別是目前在線儀器中需要大量配置不同的堿溶液或者酸溶液，給儀器使用人員帶來了極大的不便。

近些年，進口的在線產生酸堿的設備已進入國內市場，但這種裝置需要在線進行高壓脫氣，從而造成設備價格很高，所以一般只能配備在高端儀器上。下面以KOH為例介紹傳統的酸堿發生器的基本工作原理：

圖1為現有技術酸堿發生器的結構示意圖。在儲液罐1-1中裝有高濃度的KOH溶液，同時在儲液罐1-1中設有鉑金板作為陽電極1-2。儲液罐1-1底部為高壓腔1-9且裝有鉑金網作為陰電極1-3。電源1-16的正極與陽電極1-2連接，負極與陰電極1-3連接。儲液罐1-1和高壓腔1-9之間設有陽離子交換膜組1-4。在陰陽兩個電極之間施加電位后，陽電極1-2和陰電極1-3上分別發生下列電解反應：

陰極：2H₂O+2e^-→2OH^-+H₂↑

陽極：H₂O→2H⁺+1/2O₂↑+2e^-

此時，儲液罐1-1中的K⁺在電源1-16的電勢作用下向下遷移，通過陽離子交換膜組1-4到達高壓腔1-9中，位于淋洗液發生器1-18中的超純水從入口1-5進入高壓腔1-9，水在陰電極1-3上電解產生OH^-和氫氣。通過陽離子交換膜組1-4的鉀離子K⁺與電解產生的OH^-結合，在酸堿出口1-6生成高純度的KOH溶液。但這個溶液還不能作為流動相，因為陰電極1-3的電解反應同時產生H₂，而KOH和H₂伴隨在一起進入到下一個單元。所以必須在進入到陰離子分離柱1-12之前進行脫氣。高壓脫氣單元1-10就是用來對KOH中的氣體進行在線脫氣，其工作原理如下：含有氣體的KOH進入由雙層管組成的高壓脫氣單元10，內管是材質為高脫氣材料的細管，外管為聚四氟乙烯管。KOH進入內管并在內管流動的同時，攜帶的氣體通過管壁析出到內管外，而套在內管外的外管作用為逆向引進陰離子抑制器1-13出來的尾液(廢液)，而且尾液中含有陰離子抑制器1-13產生的大量氣泡，在內管外形成液體和氣體交替產生的壓差脈動，這個壓差脈動將內管外壁產生的氣體帶出并隨廢液排出，從而實現將KOH中含有的氣體脫掉的目的。由于高壓腔1-9中的壓力等同于陰離子分離柱1-12的壓力，壓力值很高(一般在10到20MPa)，因此脫氣過程非常復雜，且使用的高壓脫氣管(內管)目前只能依靠進口而且價格昂貴。這種脫氣管超細的內徑，很容易被溶液中的一些懸浮物或雜質堵塞，從而增加了產品的故障率。因此需要提供一種無須使用高壓脫氣單元1-10的酸堿發生裝置。

鑒于此，特提出本發明。

發明內容