[发明专利]电流有效的电解装置和方法

权利要求书

1.用于处理水性流的装置，所述装置包括一个具有第一电荷的可交换离子并且能够传送具有所述第一电荷的离子的第一离子交换膜，一个具有进口和出口的水性流流动通道，一个与所述水性流流动通道相邻并且与其通过所述第一离子交换膜分开的离子接收流动通道，安置在所述离子接收流动通道中的具有与所述第一离子交换膜相同电荷的固定流通式离子交换填料，一个安置在所述水性流流动通道进口与出口之间的并且在其之间延伸的离子交换颗粒的填充床，所述填充床的一部分以小于2克填充的干颗粒/立方厘米该水性流流动通道的密度进行填充，所述填充床部分从所述水性流流动通道出口上游延伸到所述水性流进口与出口之间的距离的至少30％，并且第一和第二电极分别与所述水性流流动通道和离子接收流动通道处于电联通。

2.如权利要求1所述的装置，其中，所述水性流是一个样品流，该样品流包括分析物离子和具有与所述分析物离子相反电荷的基质离子，所述水性流流动通道包括一个水性样品流流动通道。

3.如权利要求2所述的装置，其中，所述样品流流动通道具有一个含有基质离子的上游部分的和一个其中所述基质离子已经被抑制的相邻的下游部分。

4.如权利要求1所述的装置，进一步包括一个邻近所述水性流流动通道的与所述第一离子交换膜的相反侧的、与所述第一离子交换膜相同类型的第二离子交换膜，和一个通过所述第二离子交换膜与所述水性流流动通道分开的离子源流动通道。

5.如权利要求4所述的装置，其中，所述第一离子交换膜和第二离子交换膜的静态离子交换容量和用于所述水性流流动通道的所述填充床是该水性流流动通道的至少3meqv/mL。

6.如权利要求1所述的装置，其中，所述装置当用作一个抑制器时的电流效率是至少75％。

7.如权利要求1所述的装置，其中，所述离子交换颗粒的离子交换容量是至少0.3meqv/mL。

8.如权利要求1所述的装置，其中，所述离子交换颗粒具有1μm至200μm的尺寸范围。

9.如权利要求4所述的装置，其中，在所述第一离子交换膜与第二离子交换膜之间通过所述填充床中的这些颗粒的电导率在该水性流动通道出口处是不连续的。

10.一种用于处理包括具有一种电荷的分析物离子和具有与所述分析物离子相反电荷的基质离子的水性样品流的方法，所述方法使用用于处理包括所述分析物离子和具有与所述分析物离子相反电荷的所述基质离子的水性样品流的装置，所述装置包括一个具有与所述基质离子相同电荷的可交换离子并且能够传送具有与所述分析物离子相反电荷的离子的第一离子交换膜，一个具有进口和出口的样品流流动通道，一个与所述样品流流动通道相邻并且与其通过所述第一离子交换膜分开的离子接收流动通道，安置在所述离子接收流动通道中的具有与所述第一离子交换膜相同电荷的固定流通式离子交换填料，一个安置在所述样品流流动通道进口与出口之间的并且在其之间延伸的离子交换颗粒的填充床，所述填充床的一部分以小于2克填充的干颗粒/立方厘米该样品流流动通道的密度进行填充，所述填充床部分从所述样品流流动通道出口上游延伸到所述样品流进口与出口之间的距离的至少30％，并且第一和第二电极分别与所述样品流流动通道和离子接收流动通道处于电联通，所述方法包括使该样品流流动通过所述样品流流动通道，同时使水性流流动通过所述离子接收流动通道，抑制所述基质离子，并且再生所述第一离子交换膜，所述样品流流动通道具有一个含有所述基质离子的上游样品流部分和一个其中所述基质离子已经被抑制的相邻的下游样品流部分。

11.如权利要求10所述的方法，其中，电流在所述第一与第二电极之间通过。

12.如权利要求11所述的方法，其中，所述电流在抑制和再生过程中通过。

13.如权利要求11所述的方法，其中，所述电流在所述第一离子交换膜的再生过程中但不在所述基质离子的抑制过程中通过。

14.如权利要求10所述的方法，其中所述装置进一步包括一个邻近所述样品流流动通道的与所述第一离子交换膜的相反侧的、与所述第一离子交换膜相同类型的第二离子交换膜，和一个通过所述第二离子交换膜与所述样品流流动通道分开的离子源流动通道。