[发明专利]一种不用脱气的酸碱发生装置

说明书

本发明提供了一种不用脱气的酸碱发生装置，包括将阴阳电极分别置于第一低压腔和第二低压腔中，两个低压腔的顶部均设置出气口。两个低压腔的底部对接并在连接部位形成高压腔，在其中一个低压腔中存有高浓度的酸溶液或者碱溶液，另一个低压腔中可以是低浓度的酸碱溶液或水。从而使得电极上的电解反应产生的H₂和O₂直接从两个低压腔顶部排出，而不进入中间的高压腔中，因此省去了高压脱气单元。同时在高压腔两侧设有离子交换膜组，保证了离子的迁移通道。这一装置不单降低了酸碱发生装置的费用，同时也降低了设备整体的故障率。

技术领域

本发明涉及化学分析技术领域，具体涉及一种不用脱气的酸碱发生装置。

背景技术

酸碱发生装置在化学检测仪器的各个领域都有广泛应用，特别是在离子色谱分析中，流动相是由KOH(阴离子分析)或者甲烷磺酸(阳离子分析)的水溶液组成。而传统的流动相一般是用化学试剂人工配置而成，人工配置过程会存在一些问题，如试剂的纯度、称量器具的精度要求、人工配置的误差和配置过程对纯水的要求等均存在偏差。特别是目前在线仪器中需要大量配置不同的碱溶液或者酸溶液，给仪器使用人员带来了极大的不便。

近些年，进口的在线产生酸碱的设备已进入国内市场，但这种装置需要在线进行高压脱气，从而造成设备价格很高，所以一般只能配备在高端仪器上。下面以KOH为例介绍传统的酸碱发生器的基本工作原理：

图1为现有技术酸碱发生器的结构示意图。在储液罐1-1中装有高浓度的KOH溶液，同时在储液罐1-1中设有铂金板作为阳电极1-2。储液罐1-1底部为高压腔1-9且装有铂金网作为阴电极1-3。电源1-16的正极与阳电极1-2连接，负极与阴电极1-3连接。储液罐1-1和高压腔1-9之间设有阳离子交换膜组1-4。在阴阳两个电极之间施加电位后，阳电极1-2和阴电极1-3上分别发生下列电解反应：

阴极：2H₂O+2e^-→2OH^-+H₂↑

阳极：H₂O→2H⁺+1/2O₂↑+2e^-

此时，储液罐1-1中的K⁺在电源1-16的电势作用下向下迁移，通过阳离子交换膜组1-4到达高压腔1-9中，位于淋洗液发生器1-18中的超纯水从入口1-5进入高压腔1-9，水在阴电极1-3上电解产生OH^-和氢气。通过阳离子交换膜组1-4的钾离子K⁺与电解产生的OH^-结合，在酸碱出口1-6生成高纯度的KOH溶液。但这个溶液还不能作为流动相，因为阴电极1-3的电解反应同时产生H₂，而KOH和H₂伴随在一起进入到下一个单元。所以必须在进入到阴离子分离柱1-12之前进行脱气。高压脱气单元1-10就是用来对KOH中的气体进行在线脱气，其工作原理如下：含有气体的KOH进入由双层管组成的高压脱气单元10，内管是材质为高脱气材料的细管，外管为聚四氟乙烯管。KOH进入内管并在内管流动的同时，携带的气体通过管壁析出到内管外，而套在内管外的外管作用为逆向引进阴离子抑制器1-13出来的尾液(废液)，而且尾液中含有阴离子抑制器1-13产生的大量气泡，在内管外形成液体和气体交替产生的压差脉动，这个压差脉动将内管外壁产生的气体带出并随废液排出，从而实现将KOH中含有的气体脱掉的目的。由于高压腔1-9中的压力等同于阴离子分离柱1-12的压力，压力值很高(一般在10到20MPa)，因此脱气过程非常复杂，且使用的高压脱气管(内管)目前只能依靠进口而且价格昂贵。这种脱气管超细的内径，很容易被溶液中的一些悬浮物或杂质堵塞，从而增加了产品的故障率。因此需要提供一种无须使用高压脱气单元1-10的酸碱发生装置。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容