專利名稱：高純度電解質(zhì)溶液生成裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高純度的電解質(zhì)溶液生成裝置。
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及廣泛適合化學(xué)分析、合成、常規(guī)處理的高純度的電解質(zhì)溶液的生成裝置，特別提供適合于在離子色譜(裝置)中使用的洗脫液的生成裝置。洗脫液通常與含有檢出對(duì)象離子的試樣一起加入到分離柱中。然后，利用與填充到分離柱中的吸附劑的吸附平衡，在經(jīng)過一定時(shí)間后，使吸附的檢出對(duì)象離子洗脫。因此，根據(jù)檢出對(duì)象離子的種類，將適于洗脫該離子的酸/堿的電解質(zhì)溶液選擇為洗脫液，通常在陰離子分析中使用氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋰、氫氧化銫等堿金屬、堿土類金屬的堿，在陽離子分析中使用鹽酸、硫酸、甲苯磺酸等酸。以往，這些洗脫液是通過使用試劑等級(jí)的化學(xué)藥品的稀釋來離線制造。洗脫液的離線制備中，操作人員可能發(fā)生錯(cuò)誤，可能導(dǎo)致污染物的混入。例如，廣泛作為陰離子色譜法中的洗脫液使用的NaOH溶液，由于空氣中二氧化碳以碳酸離子的形式混入而容易被污染。碳酸離子的存在成為損害離子色譜法的性能的原因，導(dǎo)致保留時(shí)間的再現(xiàn)性降低。針對(duì)上述問題，近年來人們提出了一種電解質(zhì)溶液生成裝置，該裝置利用了水的電解、離子交換介質(zhì)產(chǎn)生的電荷選擇性離子的電遷移(例如專利文獻(xiàn)1 幻。這些裝置是離線生成電解質(zhì)溶液，生成沒有與外部大氣接觸的余地的電解質(zhì)溶液之后立即使用。但是這些裝置存在由水的電解生成的氫或氧氣也混入生成液的問題，必須采用將混入的氫或氧氣除去的、被稱為脫氣儀脫氣裝置。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn) 專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1 專利文獻(xiàn)2 專利文獻(xiàn)3 專利文獻(xiàn)4 專利文獻(xiàn)5
日本特表2000-510957號(hào)公報(bào)日本特表2001-520752號(hào)公報(bào)日本特表2002-515122號(hào)公報(bào)日本特表2005-538382號(hào)公報(bào)日本特許第4086456號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
本裝置的目的在于提供可防止電解生成的活性物質(zhì)以及氣體(氫和氧氣等)、進(jìn)一步包括外來雜質(zhì)的混入，可生成高純度的電解質(zhì)溶液的電解質(zhì)溶液生成裝置。為解決上述課題，采用了以下方法(1)在電極(柱外)和離子交換體、例如珠狀的離子交換樹脂填充層(柱內(nèi))之間設(shè)置離子交換膜，不僅阻止由于電解在電極表面生成的氣體或活性物質(zhì)、即，被氧化/還原得到的副產(chǎn)物等的產(chǎn)物，還阻止水合氫離子或氫氧根離子向系統(tǒng)內(nèi)(柱內(nèi))的侵入。為此，如果上述電極是陽極，則上述離子交換膜選擇陰離子交換膜，如果上述電極
7是陰極，則上述離子交換膜選擇陽離子交換膜，由此，相對(duì)于各電極中產(chǎn)生的離子，形成由在表面具有電荷的離子離子交換膜構(gòu)成的靜電排斥阻擋層(例如在陰極生成的氫氧根離子被陽離子交換膜靜電排斥)，同樣，對(duì)于在電極上產(chǎn)生的氣體或由系統(tǒng)外侵入的液體，通過難以透過液體的離子交換膜形成非透過阻擋層，可以阻止向系統(tǒng)內(nèi)的侵入。(2)在離子交換體、例如珠狀的離子交換樹脂填充層(柱內(nèi))直接注入水，由此保持電極之間的持續(xù)通電狀態(tài)。吸附在上述離子交換樹脂的交換基上的離子(水合氫離子或氫氧根離子)隨著電場(chǎng)移動(dòng)，其置換補(bǔ)給離子是由外部注入的水在離子交換樹脂的表面被解離為離子來供給， 因此，注水是用于保持該系統(tǒng)的持續(xù)通電狀態(tài)的必須條件。上述離子交換膜和與其相接的上述離子交換樹脂(柱內(nèi))的界面處，在離子的流動(dòng)方向分為相反的兩個(gè)方向(以下稱為 “離子界面”)，向一方的離子交換膜一側(cè)的流動(dòng)方向是朝向系統(tǒng)外的，向另一方的離子交換樹脂的流動(dòng)方向是朝向系統(tǒng)內(nèi)的，形成解離離子(水合氫離子或氫氧根離子)流?？梢哉J(rèn)為該現(xiàn)象是由于離子交換樹脂的表面上發(fā)生水的解離平衡偏差，例如解離的氫氧根離子被攝入上述陰離子交換樹脂中，解離的水合氫離子被攝入上述陽離子交換膜中。因此，并不使用外部電極產(chǎn)生的水電解生成的離子。本發(fā)明與以往的技術(shù)對(duì)比，其很大的技術(shù)特征在于，上述的解決方法不同。關(guān)于本發(fā)明的高純度電解質(zhì)溶液的生成裝置，基于上述技術(shù)特征，參照?qǐng)D1的基本結(jié)構(gòu)，對(duì)于本發(fā)明的構(gòu)成全體及其作用進(jìn)行說明。本發(fā)明的電解質(zhì)溶液生成裝置(圖1為堿溶液生成裝置)具備以下裝置酸或堿生成部(圖1中為堿生成部)，該生成部設(shè)置有可吸附陰離子或陽離子其中任意一方離子的第1離子交換體層，例如珠狀的離子交換樹脂層(圖1中為陽離子交換樹脂層)；和排斥吸附于上述第1離子交換樹脂上的離子的第2離子交換體層，例如珠狀的離子交換樹脂層(圖1中為陰離子交換樹脂層)的至少2種離子交換樹脂層；一組離子交換膜，(圖1中，在陽離子供給一側(cè)是陰離子交換膜，在陰極側(cè)是陽離子交換膜)，該膜中間夾持上述酸或堿生成部，由兩側(cè)固定，同時(shí)輸送離子，但抑制液體通過；一對(duì)電極，該一對(duì)電極從上述一組離子交換膜的外側(cè)向上述酸或堿生成部施加電壓；離子供給部，與上述酸或堿生成部電連接，將陰離子或陽離子(圖1中為陽離子) 其中任意之一的目標(biāo)離子供給該酸或堿生成部；純水供給部，向上述酸或堿生成部供給純水；上述酸或堿生成部具有導(dǎo)入上述純水的導(dǎo)入口、和將電解質(zhì)溶液排出的排出口， 該電解質(zhì)溶液含有在上述該酸或堿生成部生成的酸或堿；通過上述電壓的施加，可使上述離子從上述供給部經(jīng)由上述第1離子交換樹脂層向上述第2離子交換樹脂層移動(dòng)，另一方面，接受純水的供給，在陰極一側(cè)的上述陽離子交換膜和上述第2離子交換樹脂層(陰離子交換樹脂)的離子界面，接受從上述純水解離的平衡離子的供給，經(jīng)由上述第2離子交換樹脂層，使氫氧根離子向上述第1離子交換樹脂層移動(dòng)，通過聚集在兩層界面的兩種離子生成酸或堿(圖1中為堿)，上述純水作為載體排出到外部。在供給上述氫氧根離子的同時(shí)生成的水合氫離子吸附在陽離子交換膜上，朝向陰極排出到系統(tǒng)外。在陰極的電極面，水合氫離子接受電子的供給，以氫氣的形式釋放，但并不侵入系統(tǒng)內(nèi)。本發(fā)明的電解質(zhì)溶液生成裝置中，可以是上述一對(duì)電極中的一個(gè)(圖1中為陽極) 設(shè)于上述離子供給部。電極間由離子源溶液、離子交換膜、離子吸附層(離子交換體)、離子排斥層(離子交換體)、水、離子交換膜構(gòu)成，形成電氣上可通電的材料構(gòu)成。純水從離子交換體層一端進(jìn)入，由另一端排出，但入口和出口設(shè)置于互相不同的層。即，水受到泵的揚(yáng)水力，在離子吸附層和排斥層的層間交叉移動(dòng)，發(fā)揮在酸或堿生成部生成的生成液向外部排出的載體的作用。該期間，通過電解生成的氣體或活性物質(zhì)、S卩，被氧化/還原生成的副產(chǎn)物等的產(chǎn)物均在夾持于酸或堿生成部之間的離子交換膜之外生成，因此不用擔(dān)心混入到酸或堿生成部之中。后述的實(shí)施例2確認(rèn)了該事實(shí)。具有上述結(jié)構(gòu)的電解質(zhì)溶液生成裝置是從在離子供給部中所含的電解質(zhì)溶液中分離陰離子和陽離子，生成具有目標(biāo)極性電荷離子的電解質(zhì)溶液的裝置。因此，并不是分離具有相同極性電荷的兩種以上離子、生成具有單一種類離子的電解質(zhì)溶液。作為除去來自純水的雜質(zhì)離子的方法，是形成下述結(jié)構(gòu)在含有上述2層的離子交換體上重疊與第1層同樣的離子交換體層，形成3層，將純水的入口設(shè)于第3層的一端， 將出口設(shè)于第1層的另一端；并且作為第2層的離子交換體，形成例如具有液體透過性的離子交換膜疊層，除了該方面的不同之外，與上述主課題對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)均相同(參照?qǐng)D5)。通過采取該結(jié)構(gòu)，純水流入第3層的離子交換體、例如珠狀的離子交換樹脂層，雜質(zhì)離子(圖5 中為陽離子)被吸附除去，并且該雜質(zhì)離子朝向經(jīng)由位于陰極一側(cè)的交換膜(圖5中為陽離子交換膜)設(shè)置的電極進(jìn)行電氣移動(dòng)，排出到系統(tǒng)外。總之，第3層用于將純水中的雜質(zhì)離子排除到的系統(tǒng)外，可防止混入酸或堿生成部。加入到第3層的純水在之后經(jīng)由第2層向第1層交叉移動(dòng)，通過酸或堿生成部，除去了來自純水的雜質(zhì)離子的酸或堿性電解質(zhì)溶液由出口排出。平衡離子(圖5中為氫氧根離子)向上述酸或堿生成部的供給是使用向第2離子交換體層(圖5中是具有液體透過性的陰離子交換膜)和第3離子交換樹脂層(圖5中是陽離子交換樹脂層)的離子界面注水得到的來自水的離子。在具有所述結(jié)構(gòu)的、除去來自純水的雜質(zhì)離子的裝置中，在生成目標(biāo)為酸溶液時(shí)， 并不是除去與構(gòu)成目標(biāo)酸溶液的陰離子不同的陽離子雜質(zhì)。同樣，也并不是除去與構(gòu)成目標(biāo)堿溶液的陽離子不同的陰離子雜質(zhì)。具體來說，例如在高純度堿性電解質(zhì)溶液生成裝置中，對(duì)于來自純水的雜質(zhì)離子， 即使可以除去作為陽離子的銨離子、鈉離子，也無法除去作為陰離子的碳酸離子。根據(jù)本發(fā)明，可防止由電解生成的活性物質(zhì)和氣體(氫或氧氣)的混入，可生成高純度的酸溶液或堿溶液，可以除去來自純水的雜質(zhì)離子。


9
圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式1的高純度電解質(zhì)溶液生成裝置的概略截面構(gòu)成圖O 層結(jié)構(gòu))。圖2是說明圖1的高純度堿性電解質(zhì)溶液生成裝置中離子的移動(dòng)的原理截面圖。圖3是說明圖1的高純度堿性電解質(zhì)溶液生成裝置中離子移動(dòng)的原理截面圖。圖4是說明圖1的高純度堿性電解質(zhì)溶液生成裝置中離子移動(dòng)的原理截面圖。圖5是本發(fā)明的實(shí)施方式2的高純度電解質(zhì)溶液生成裝置的概略截面構(gòu)成圖(3 層結(jié)構(gòu))。圖6是本發(fā)明的實(shí)施方式3的高純度電解質(zhì)溶液生成裝置的概略截面構(gòu)成圖O 層結(jié)構(gòu))。圖7是本發(fā)明的實(shí)施方式4的高純度電解質(zhì)溶液生成裝置的概略截面構(gòu)成圖O 層結(jié)構(gòu))。圖8是本發(fā)明的實(shí)施方式5的高純度電解質(zhì)溶液生成裝置的概略截面構(gòu)成圖(3 層結(jié)構(gòu))。圖9是本發(fā)明的實(shí)施方式6的高純度電解質(zhì)溶液生成裝置的概略截面構(gòu)成圖(3 層結(jié)構(gòu))。圖10是本發(fā)明的實(shí)施方式7的高純度電解質(zhì)溶液生成裝置的概略截面構(gòu)成圖O 層結(jié)構(gòu))。圖11是表示組入有高純度堿性電解質(zhì)溶液生成裝置的離子色譜儀的工藝流程說明圖。圖12是本發(fā)明的實(shí)施方式8的高純度電解質(zhì)溶液生成裝置的概略截面構(gòu)成圖O 層結(jié)構(gòu))。圖13是以往的電解質(zhì)溶液生成裝置截面圖。圖14是表示實(shí)施例1的結(jié)果的離子色譜。圖15是表示實(shí)施例2的結(jié)果的離子色譜。圖16是表示實(shí)施例2的結(jié)果的離子色譜。圖17是表示實(shí)施例2的結(jié)果的圖表。圖18是表示實(shí)施例2的結(jié)果的圖表。圖19是表示實(shí)施例3的結(jié)果的圖表。圖20是表示實(shí)施例3的結(jié)果的圖表。圖21是表示實(shí)施例4的結(jié)果的圖表。圖22是表示權(quán)利要求2記載的發(fā)明的高純度堿性電解質(zhì)溶液生成裝置的一個(gè)形態(tài)的概略截面構(gòu)成圖O層結(jié)構(gòu))。圖23是表示權(quán)利要求2記載的發(fā)明的高純度堿性電解質(zhì)溶液生成裝置的一個(gè)形態(tài)的概略截面構(gòu)成圖O層結(jié)構(gòu))。圖M是表示權(quán)利要求4記載的發(fā)明的高純度堿性電解質(zhì)溶液生成裝置的一個(gè)形態(tài)的概略截面構(gòu)成圖O層結(jié)構(gòu))。圖25是表示權(quán)利要求4記載的發(fā)明的高純度堿性電解質(zhì)溶液生成裝置的一個(gè)形態(tài)的概略截面構(gòu)成圖O層結(jié)構(gòu))。圖沈是表示權(quán)利要求4記載的發(fā)明的高純度堿性電解質(zhì)溶液生成裝置的一個(gè)形態(tài)的概略截面構(gòu)成圖O層結(jié)構(gòu))。圖27是表示權(quán)利要求4記載的發(fā)明的高純度堿性電解質(zhì)溶液生成裝置的一個(gè)形態(tài)的概略截面構(gòu)成圖(3層結(jié)構(gòu))。圖觀是表示權(quán)利要求5記載的發(fā)明的高純度堿性電解質(zhì)溶液生成裝置的一個(gè)形態(tài)的概略截面構(gòu)成圖O層結(jié)構(gòu))。圖四是表示權(quán)利要求5記載的發(fā)明的高純度堿性電解質(zhì)溶液生成裝置的一個(gè)形態(tài)的概略截面構(gòu)成圖O層結(jié)構(gòu))。圖30是表示權(quán)利要求5記載的發(fā)明的高純度堿性電解質(zhì)溶液生成裝置的一個(gè)形態(tài)的概略截面構(gòu)成圖O層結(jié)構(gòu))。圖31是表示權(quán)利要求5記載的發(fā)明的高純度堿性電解質(zhì)溶液生成裝置的一個(gè)形態(tài)的概略截面構(gòu)成圖(3層結(jié)構(gòu))。圖32是表示權(quán)利要求6記載的發(fā)明的高純度堿性電解質(zhì)溶液生成裝置的一個(gè)形態(tài)的概略截面構(gòu)成圖O層結(jié)構(gòu))。圖33是表示權(quán)利要求6記載的發(fā)明的高純度堿性電解質(zhì)溶液生成裝置的一個(gè)形態(tài)的概略截面構(gòu)成圖O層結(jié)構(gòu))。圖34是表示權(quán)利要求6記載的發(fā)明的高純度堿性電解質(zhì)溶液生成裝置的一個(gè)形態(tài)的概略截面構(gòu)成圖O層結(jié)構(gòu))。圖35是表示權(quán)利要求6記載的發(fā)明的高純度堿性電解質(zhì)溶液生成裝置的一個(gè)形態(tài)的概略截面構(gòu)成圖(3層結(jié)構(gòu))。圖36是表示權(quán)利要求8記載的發(fā)明的高純度堿性電解質(zhì)溶液生成裝置的一個(gè)形態(tài)的概略截面構(gòu)成圖O層結(jié)構(gòu))。圖37是表示權(quán)利要求10記載的發(fā)明的高純度堿性電解質(zhì)溶液生成裝置的一個(gè)形態(tài)的概略截面構(gòu)成圖O層結(jié)構(gòu))。圖38是表示權(quán)利要求10記載的發(fā)明的高純度堿性電解質(zhì)溶液生成裝置的一個(gè)形態(tài)的概略截面構(gòu)成圖O層結(jié)構(gòu))。
具體實(shí)施例方式對(duì)于本發(fā)明，給出最佳實(shí)施方式，接著簡(jiǎn)單地觸及變形例，然后結(jié)合實(shí)施例進(jìn)行詳述。首先，整理本發(fā)明的骨架，本發(fā)明是高純度電解質(zhì)溶液的生成裝置的發(fā)明，該生成裝置是以離子交換體層的2層結(jié)構(gòu)形成酸或堿生成部的基本構(gòu)成和以該3層結(jié)構(gòu)形成酸或堿生成部的基本構(gòu)成為柱，涉及附帶的離子供給部及其離子導(dǎo)入裝置、促進(jìn)電解生成的氣體排出的氣泡排出部及其氣泡排出裝置。[實(shí)施方式1]以下詳述本發(fā)明的實(shí)施方式1。本發(fā)明涉及高純度的酸或堿性電解質(zhì)溶液的生成裝置，在說明中，如果對(duì)酸或堿性電解質(zhì)溶液的任意一方進(jìn)行詳述，則無需對(duì)兩者均詳述，這對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是可以理解的，為了更進(jìn)一步簡(jiǎn)潔明了地說明，原則上是對(duì)高純度堿性電解質(zhì)溶液的生成裝置進(jìn)行描述。
表示本發(fā)明的最佳實(shí)施方式的附圖是圖1，因此，以圖1為中心進(jìn)行說明。電解質(zhì)溶液生成裝置1作為主要構(gòu)成具備以下裝置作為陽離子供給部的罐121 ； 與該罐121連接的容器123 ；收藏在該容器123內(nèi)的離子交換體層，例如珠狀的離子交換樹脂層125A (陽離子交換樹脂)、125B (陰離子交換樹脂)；將離子交換樹脂層125A、125B夾持在中間并固定的一組離子交換膜127a、127b ；對(duì)離子交換樹脂層125A、125B從離子交換膜 127a、127b的外側(cè)施加電壓的一對(duì)電極(陰極131a和陽極131b)、與這些陰極131a和陽極 131b連接的外部電源133 ；純水供給部141。含有被離子交換膜127a、127b夾持的離子交換樹脂層125A、125B的區(qū)域構(gòu)成酸或堿生成部122。本實(shí)施方式是陰離子分析系統(tǒng)，因此， 在酸或堿生成部122中生成堿性電解質(zhì)溶液。〈罐〉罐121與酸或堿生成部122連通，是將陰離子或陽離子的任意一種(本實(shí)施方式中為陽離子)供給該酸或堿生成部122的離子供給部。罐121中貯存作為離子供給源的電解質(zhì)原液E。作為電解質(zhì)原液可舉出例如堿金屬、堿土類金屬等的濃度為0. 1 5M的硫酸鹽、氫氧化物等的電解質(zhì)溶液。< 容器 >容器123由例如PEEK(聚醚醚酮)、PP(聚丙烯)等的絕緣性材料構(gòu)成。容器123 形成例如筒狀，罐121與容器123的內(nèi)部連通，容器123具有向酸或堿生成部122導(dǎo)入純水的第1入口 123a ；將在該酸或堿生成部122中生成的、含有酸或堿的電解質(zhì)溶液排出的第1 出口 12 ；和將在電極上生成的氣體或活性物質(zhì)排出的第2出口 123d。在第1入口 123a 上連接有向酸或堿生成部122供給純水的純水供給部141的管路147。第2出口 123d與未圖示的廢液管連接。如圖1所示，第1入口 123面向離子交換體層、例如珠狀的離子交換樹脂層125B設(shè)置，其構(gòu)成為能夠向離子交換樹脂層125B中導(dǎo)入純水。另外，第1出口 12 面向離子交換體層、例如珠狀的離子交換樹脂層125A設(shè)置，其構(gòu)成為能夠?qū)⑼ㄟ^了離子交換樹脂層125A的液體排出。還可以是將第1入口 123a面向離子交換體層、例如珠狀的離子交換樹脂層125A設(shè)置，將第1出口 12 面向離子交換體層、例如珠狀的離子交換樹脂層 125B設(shè)置的構(gòu)成，但這里未圖示?！措x子交換體〉離子交換體是指具有離子交換功能的物質(zhì)，可特別優(yōu)選采用在不溶性高分子化合物中使用具有離子交換基的離子交換樹脂，也可以是成型為除珠狀、碎片狀、纖維狀、非織造布狀、膜狀以外的形狀。另外，作為離子交換層全體，如果具有陽或陰離子的離子交換功能，則這兩種以上的離子交換體可以適當(dāng)?shù)鼗ハ喁B層、混層。將離子交換膜疊層作為離子交換體使用，在其一部分或所有的離子交換膜上，對(duì)各離子交換膜上進(jìn)行開足夠大的微孔或狹縫的加工處理，使液體在其中流動(dòng)，使其具有液體透過性；或者在離子交換膜和容器內(nèi)壁之間設(shè)置縫隙，使液體在該縫隙之間流過，這些形式的離子交換體均可使用。除此之外，還有各種使離子交換膜具有液體透過性的常規(guī)方法，并沒有限定。在容器123內(nèi)的第1入口 123a與第1出口 123b之間(即，被一組離子交換膜 127a、127b劃分出來的酸或堿生成部12 填充離子交換體層、例如珠狀的離子交換樹脂層 125A、125B。離子交換樹脂層125A、125B是被一組離子交換膜127a、127b從兩側(cè)固定。離子交換樹脂層125A構(gòu)成可吸附罐121的電解質(zhì)原液E中所含的陰離子或陽離子其中任意一種離子的第1離子交換樹脂層(吸附層)。本實(shí)施方式中，離子交換樹脂層125A是陽離子交換樹脂。離子交換樹脂層125B構(gòu)成與移動(dòng)過來的離子發(fā)生靜電排斥的第2離子交換樹脂層(排斥層)。本實(shí)施方式中，離子交換樹脂層125B是陰離子交換樹脂。可用作離子交換樹脂層125A的陽離子交換樹脂的種類沒有特別限制，例如可以使用7 > K，4卜(注冊(cè)商標(biāo)，夕·々·夕$力A公司制造)IR120B、DOWEX (注冊(cè)商標(biāo)，夕‘ 々· >彡力義公司制造)50WX2、D0WEX50WX4、D0WEX50WX8等。其中，從交換基為強(qiáng)酸性且為高交換容量考慮，優(yōu)選7 ^ 7 卜(注冊(cè)商標(biāo)，夕·々· ’ \力斤公司制造)IR120B、 DOWEX(注冊(cè)商標(biāo)，夕·々· > S力 >公司制造)50WX8。另一方面，離子交換樹脂層125B具有與離子交換樹脂層125A的樹脂相反電荷的離子交換基，從交換基為強(qiáng)堿性且高交換容量考慮，例如可使用7 > ^s' 7 卜(注冊(cè)商標(biāo)，“ 力義公司制造)IRA402BL、D0WEX (注冊(cè)商標(biāo)，夕‘々·夕S力義公司制造)1X8、DOWEX 2X8等。<離子交換膜>離子交換膜127a、127b具有離子傳導(dǎo)性，可以輸送離子但抑制液體的通過。離子交換膜127a、127b將構(gòu)成上述酸或堿生成部122的離子交換體層、例如珠狀的離子交換樹脂層125A、125B夾持中間，從兩側(cè)固定。離子交換膜127a、127b主要具有四個(gè)功能。第一個(gè)功能是使陰極131a和陽極131b之間形成電連接的狀態(tài)的功能。第二個(gè)功能是限制液體流動(dòng)的功能。例如，通過純水供給部141，由第1入口 123a導(dǎo)入的純水的流動(dòng)受到離子交換膜127a、127b的限制，幾乎都被導(dǎo)入到第1出口 12 中。第三個(gè)功能是固定酸或堿生成部 122的離子交換體層，例如珠狀的離子交換樹脂層(圖1中為離子交換樹脂層125A、125B) 的功能。使用離子交換膜127a、127b來固定離子交換樹脂層125A、125B。第四個(gè)功能是防止在電極產(chǎn)生的活性物質(zhì)和氣體(氫和氧氣)混入到系統(tǒng)內(nèi)的功能。在滿足上述四個(gè)功能的基礎(chǔ)上，優(yōu)選離子交換膜127a、127b具有輸送離子但抑制液體通過的性質(zhì)，更優(yōu)選通過離子交換膜形成。離子交換膜127a、127b關(guān)于液體通過性，所謂是“抑制”是指并不完全阻止液體通過，可允許少許通過。即，與由第1入口 123a流向第 1出口 12 的純水流量相比，通過離子交換膜127a、127b的液體流量抑制為1/100以下， 優(yōu)選在1/1000-1/100左右。如果是該程度的流量比，則可得到界面導(dǎo)電現(xiàn)象的效果。在離子交換膜127a、127b中使用的離子交換膜優(yōu)選使用陽離子交換膜。從具有充分的強(qiáng)度考慮，陽離子交換膜例如可使用特氟隆(注冊(cè)商標(biāo))系的Nafion(注冊(cè)商標(biāo))NRE-212、115、 117、324、424、551(杜邦公司制造)，同樣的特氟隆(注冊(cè)商標(biāo))系的SELEMI0N(注冊(cè)商標(biāo)) CMF (旭硝子公司制造)，苯乙烯系的SELEMI0N(注冊(cè)商標(biāo))CMV、CMD、HSF、CSO (旭硝子公司制造)，同樣的苯乙烯系的才、才七夕(注冊(cè)商標(biāo))C66等(卜” 公司制造)。<純水供給部>純水供給部141是向酸或堿生成部122供給純水。純水供給部141具有純水貯存部143、泵145、和將它們連接的管路147。管路147與第1入口 123a連接?！措姌O〉一對(duì)電極(陰極131a和陽極131b)從一組離子交換膜127a、127b的外側(cè)對(duì)上述酸或堿生成部122施加電壓。即，一對(duì)電極(陰極131a和陽極131b)至少對(duì)離子交換樹脂層 125A、125B、離子交換膜127a、127b從它們的外側(cè)施加電壓。由此在電極間發(fā)生電泳(離子的移動(dòng))導(dǎo)致的離子的移動(dòng)。本實(shí)施方式中，在陰極131a和陽極131b之間收納有多個(gè)離子交換體(離子交換樹脂層125A、125B、離子交換膜127a、127b)，它們處于電連接的狀態(tài)， 因此，通過陰極131a和陽極131b從這些離子交換體的外側(cè)施加電壓，則可通過電泳產(chǎn)生分別朝向陰極131a和陽極131b的離子流和電滲流(在包裹離子的溶劑的流動(dòng)中與離子流一起產(chǎn)生)。本實(shí)施方式中，陰極131a設(shè)置在第2出口 123d的附近，陽極131b設(shè)置在罐121的內(nèi)部。陰極131a和陽極131b的形狀沒有特別限定，例如可以是網(wǎng)狀、環(huán)狀、棒狀、板狀、網(wǎng)眼狀、卷曲狀等。作為使陰極131a和陽極131b之間的電場(chǎng)分布均勻、同時(shí)在液體的出入口(例如第2出口 123b)不妨礙液體通過的形狀，優(yōu)選網(wǎng)狀或環(huán)狀。陰極131a 和陽極131b的材質(zhì)沒有特別限定，例如優(yōu)選鉬等具有耐腐蝕性的材質(zhì)。電解質(zhì)溶液生成裝置1動(dòng)作時(shí)，從外部電流源133向陰極131a和和陽極131b之間施加的電壓和電流的大小沒有特別限定，從產(chǎn)生電泳、在酸或堿生成部122生成所需的酸或堿、同時(shí)通過電滲流排出氣泡的角度考慮，例如電壓優(yōu)選0. 1 150V的范圍內(nèi)，更優(yōu)選 0. 1 100V的范圍內(nèi)。從外部電流源133供給的電流優(yōu)選為0. ImA IOOmA的范圍內(nèi)，更優(yōu)選0. ImA 50mA的范圍內(nèi)。另外，施加的電壓種類可以是直流電壓以及施加了正偏置電壓的交流電壓的任何一種電壓。在以上構(gòu)成的電解質(zhì)溶液生成裝置1中，通過用離子交換體(例如珠狀的離子交換樹脂層125A、125B、離子交換膜127a、127b)充滿陰極131a和陽極131b之間，可以制作出利用離子傳導(dǎo)的電連接狀態(tài)。利用上述構(gòu)成，在電解質(zhì)溶液生成裝置1的系統(tǒng)內(nèi)，通過界面導(dǎo)電現(xiàn)象的電泳和電滲流，形成多種離子和液體的流動(dòng)。圖2 圖4概念性地表示電解質(zhì)溶液生成中的這些離子的流動(dòng)。這些離子的流動(dòng)是為了加深對(duì)圖1的電解質(zhì)溶液生成裝置1的理解而采用的形象參考圖，并不限定解釋該所示的離子的流動(dòng)。圖4中的水的流動(dòng) (虛線)是表示裝置截面的水的流動(dòng)，在圖12所示的裝置表示沿著容器的內(nèi)壁面通過縫隙部分的水的流動(dòng)。如圖2所示，通過在一對(duì)電極(陰極131a和陽極131b)之間施加電壓，罐121的電解質(zhì)原液E中所含的陽離子(例如K+)通過電泳而朝向陰極131a (圖2中省略圖示)，開始向圖2中箭頭所示方向始移動(dòng)。如圖3所示，陽離子透過離子交換膜127a，吸附于離子交換體、例如填充了珠狀陽離子交換樹脂的吸附層即離子交換樹脂層125A上。另一方面，吸附于離子交換體、例如珠狀的陰離子交換樹脂即離子交換樹脂層125B的陰離子(0H-)脫離離子交換樹脂層125B，向陽極131b移動(dòng)。通過持續(xù)在一對(duì)電極(陰極131a和陽極131b) 之間施加電壓，吸附于離子交換樹脂層125A的陽離子通過電泳進(jìn)一步向陰極131a移動(dòng)。 在作為排斥層的離子交換樹脂層125B中，其與陰離子交換樹脂靜電排斥，形成非吸附狀態(tài) (游離狀態(tài))。氫氧根離子也同樣，在作為排斥層的離子交換樹脂層125A形成游離狀態(tài)，在兩種樹脂的分界層，兩種離子濃縮(生成強(qiáng)酸或強(qiáng)堿溶液)。如圖4所示，非吸附狀態(tài)的陽離子與氫氧根離子被運(yùn)入經(jīng)由第1入口 123a由純水供給部141供給的純水的液流中，由第1出口 12 排出，圖4中，用粗虛線表示純水的流動(dòng)。該移動(dòng)的氫氧根離子在離子界面(陰離子交換樹脂125B和陽離子交換膜127b的界面)，從所注入的水中解離、補(bǔ)給，保持持續(xù)的通電狀態(tài)。
14
在電解質(zhì)溶液生成中，利用伴隨著陽離子由陽極131b向陰極131a的電泳產(chǎn)生電滲流，可以將在陰極表面生成的活性物質(zhì)和氣體(氫氣)從第2出口 123d排出。其結(jié)果， 可以防止在陰極表面生成的活性物質(zhì)和氣體(氫氣等)等混入酸或堿生成部，進(jìn)一步防止外來雜質(zhì)的混入。由此可以確保電極之間(陰極131a和陽極131b之間)的電連接，防止因氣泡滯留而導(dǎo)致的異常放電的發(fā)生，可長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定地生成不含有雜質(zhì)的高純度電解質(zhì)溶液。[實(shí)施方式2]接著參照?qǐng)D5，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式2的電解質(zhì)溶液生成裝置Ia進(jìn)行說明。本實(shí)施方式的電解質(zhì)溶液生成裝置Ia是實(shí)施方式1的電解質(zhì)溶液生成裝置1的變形例，因此， 以下是以與實(shí)施方式1的不同之處為中心進(jìn)行說明，同時(shí)，對(duì)于圖5中與圖1同樣的構(gòu)成， 采用相同符號(hào)，省略其說明。如圖5所示，電解質(zhì)溶液生成裝置Ia中，第2層為離子交換體、例如將具有液體透過性的離子交換膜疊層得到的離子交換體12 ，進(jìn)一步新加入離子交換體、例如珠狀的離子交換樹脂層125C，形成三層，由此形成酸或堿生成部122。第1入口 123a面向離子交換樹脂層125C設(shè)置，其構(gòu)成為能夠向離子交換樹脂層125C中導(dǎo)入純水。另外，第1出口 12 面向離子交換體、例如珠狀的離子交換樹脂層125A設(shè)置，其構(gòu)成為能夠?qū)⑼ㄟ^了離子交換樹脂層125A的液體排出。離子交換樹脂層125C是與離子交換樹脂層125A同樣的陽離子交換樹脂。使離子交換樹脂層125C與作為吸附層的離子交換樹脂層125A同樣地由陽離子交換樹脂構(gòu)成，由此，即使由第1入口 123a導(dǎo)入的純水中含有微量的陽離子，也可以吸附到離子交換樹脂層 125C上，被捕獲，可以防止混入到由第1出口 12 排出的電解質(zhì)溶液中。保持純水不被污染是很困難的，在即將使用之前，以線上的方式除去雜質(zhì)離子即陽離子，這是很有意義的?？捎米麟x子交換體12 的離子交換膜的種類沒有特別限定，從具有充分的強(qiáng)度考慮，例如可以使用苯乙烯系的才、才夕(注冊(cè)商標(biāo))AHA(卜々公司制造)、AMX、 ACM、ACS、AFN、AFX,同樣苯乙烯系的 SELEMI0N(注冊(cè)商標(biāo))AMV、AMT、DSV, AAV、ASV, AHT, APS(旭硝子公司制造)等。為了不抑制液體的通過，所使用的離子交換膜可以實(shí)施簡(jiǎn)單的
狹縫加工等。可用作離子交換樹脂層125C的陽離子交換樹脂的種類沒有特別限定，例如可以使用7 > K，4卜(注冊(cè)商標(biāo)，夕·々·夕$力A公司制造)IR120B、DOWEX (注冊(cè)商標(biāo)，夕‘ 々 夕專力義公司制造)50WX2、D0WEX50WX4、D0WEX50WX8等。其中，從交換基為強(qiáng)酸性、為高交換容量考慮，優(yōu)選7力”、卜(注冊(cè)商標(biāo)，“ 力義公司制造nR120B、D0WEX (注冊(cè)商標(biāo)，夕·々 夕S力義公司制造)50WX8。本實(shí)施方式的電解質(zhì)溶液生成裝置Ia的其它構(gòu)成和效果與實(shí)施方式1的電解質(zhì)溶液生成裝置1同樣。[實(shí)施方式3]接著參照?qǐng)D6，對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式3的電解質(zhì)溶液生成裝置Ib進(jìn)行說明。本實(shí)施方式的電解質(zhì)溶液生成裝置Ib是實(shí)施方式1的電解質(zhì)溶液生成裝置1的變形例，因此以下是以與實(shí)施方式1的不同之處為中心進(jìn)行說明，同時(shí)，對(duì)于圖6中與圖1同樣的構(gòu)成采用相同符號(hào)，省略其說明。如圖6所示，電解質(zhì)溶液生成裝置Ib不使用罐121，與離子交換膜127a相鄰、在其外側(cè)設(shè)置離子交換體、例如珠狀的離子交換樹脂層125E，和具有耐久性的離子交換體、例如離子交換膜127c，和陽極131b ；作為離子導(dǎo)入裝置，設(shè)置由電解質(zhì)供給源173和泵175以及管路177構(gòu)成的電解質(zhì)原液供給裝置171。并且，與陰極131a相鄰，在其外側(cè)設(shè)置氣泡排出部124 ；作為氣泡排出促進(jìn)裝置，設(shè)置由純水源163和泵165、以及管路167構(gòu)成的純水供給裝置161。圖6中，氣泡排出部IM被裝入容器123內(nèi)，但也可以是分別的容器(圖示省略)。容器123中，為了使來自電解質(zhì)供給源173的電解質(zhì)原液E在離子交換樹脂層125E 中通過，設(shè)置第3入口 12 和第3出口 123f。通過使來自純水源163的純水通過氣泡排出部124，設(shè)置第2入口 123c和第2出口 123d。本實(shí)施方式中，離子交換樹脂層125E是與離子交換體、例如珠狀的離子交換樹脂層125A同樣的陽離子交換樹脂。圖6的電解質(zhì)溶液生成裝置Ib中，通過將離子交換樹脂層125E用堿金屬、堿土類金屬等電解質(zhì)原液、例如IOOmM左右的硫酸鹽、氫氧化物等電解質(zhì)原液E保持為飽和狀態(tài)， 可以經(jīng)由離子交換膜127a向酸或堿生成部122穩(wěn)定地供給離子。并且根據(jù)與實(shí)施方式1 同樣的原理，吸附在離子交換樹脂層125E上的陽離子通過電泳、經(jīng)由離子交換膜127a和離子交換樹脂125A移動(dòng)至作為排斥層的離子交換體，例如珠狀的離子交換樹脂層125B，在這里，被運(yùn)至來自純水供給部141的純水流，作為電解質(zhì)溶液由第1出口 12 排出。在圖6的電解質(zhì)溶液生成裝置Ib中，將陽極131b設(shè)置于離子交換樹脂層125E的第3出口 123f附近，通過來自泵175的液流，將在陽極131b表面生成的氣體(氧氣)和活性物質(zhì)由第3出口 123f迅速地排出到系統(tǒng)外。即，離子交換樹脂層125E發(fā)揮氣泡排出部的功能。在圖6的電解質(zhì)溶液生成裝置Ib中，具有由氣泡排出部124、純水源163、泵165、 和管路167構(gòu)成的氣泡排出促進(jìn)裝置。通過該氣泡排出促進(jìn)裝置，純水經(jīng)由第2入口 123c 供給氣泡排出部124。注入到氣泡排出部IM的純水被離子交換膜127b阻隔，因此，幾乎不能侵入酸或堿生成部122，形成流向第2出口 123d的液流。通過該液流，在陰極131a表面生成的活性物質(zhì)和氣體(氫氣)不會(huì)在131a附近停留，被迅速地由第2出口 123d排出。離子交換膜127c的功能主要由三個(gè)功能。第一個(gè)功能是使陰極131a和陽極131b 之間形成電連接的狀態(tài)的功能。第二個(gè)功能是固定離子交換樹脂125E的功能。特別是使用離子交換膜127a和127c來固定離子交換樹脂125E。第三個(gè)功能是使電極131b和離子交換樹脂125E之間分隔，抑制電極面發(fā)生的電解導(dǎo)致的離子交換體、例如珠狀離子交換樹脂分解的功能。在滿足上述三個(gè)功能的基礎(chǔ)上，更優(yōu)選由具有耐久性的離子交換體形成。作為離子交換膜127c中使用的離子交換體的種類，可以使用具有充分的強(qiáng)度、化學(xué)穩(wěn)定的特氟隆(注冊(cè)商標(biāo))系的離子交換膜，例如Nafion(注冊(cè)商標(biāo))NRE-212、115、117、 324、424、551(杜邦公司制造)，SELEMI0N(注冊(cè)商標(biāo))CMF(旭硝子公司制造)等。所使用的Nafion、CMF可以實(shí)施簡(jiǎn)單的狹縫加工等，使其不抑制液體的通過。通過該狹縫加工等，雖然使其具有液體透過性，但結(jié)果可能相反導(dǎo)致含有雜質(zhì)的液體或氣體從外部向系統(tǒng)內(nèi)侵入，為此，要總是保持溶液由電解質(zhì)原液供給裝置171流出，以防止含有雜質(zhì)的液體或氣體由外部向系統(tǒng)內(nèi)混入。本實(shí)施方式的電解質(zhì)溶液生成裝置Ib的其它構(gòu)成和效果與實(shí)施方式1的電解質(zhì)溶液生成裝置1同樣。[實(shí)施方式4]下面參照?qǐng)D7，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式4的電解質(zhì)溶液生成裝置Ic進(jìn)行說明。本實(shí)施方式的電解質(zhì)溶液生成裝置Ic是實(shí)施方式3的電解質(zhì)溶液生成裝置Ib的變形例，因此以下是以與實(shí)施方式3的不同之處為中心進(jìn)行說明，同時(shí)，對(duì)于圖7中與圖6同樣的構(gòu)成采用相同符號(hào)，省略其說明。如圖7所示，電解質(zhì)溶液生成裝置Ic中，與離子交換膜127b相鄰、在其外側(cè)設(shè)置氣泡排出部124，在氣泡排出部124內(nèi)設(shè)置離子交換體、例如珠狀的離子交換樹脂層125D， 具有耐久性的離子交換體、例如離子交換膜127d，和陰極131a。該離子交換膜127d使離子交換樹脂層125D與陰極131a之間分隔，由此可以抑制電極面生成的電解導(dǎo)致的離子交換樹脂分解。如圖10所示的酸性電解質(zhì)溶液生成裝置If中，離子交換膜127b使用具有耐久性的苯乙烯系陰離子交換膜，但在與電極直接相接使用時(shí)，在耐久性方面劣于特氟隆(注冊(cè)商標(biāo))系陽離子交換膜。這里，在氣泡排出部124內(nèi)設(shè)置陰離子交換體、例如陰離子交換樹脂125D，具耐久性和液體透過性的陽離子交換體、例如特氟隆(注冊(cè)商標(biāo))系陽離子交換膜 127d，和陽極131a。通過該陽離子交換膜127d，使離子交換樹脂層125D與陰極131a之間分隔，由此可以抑制電極面發(fā)生的電解導(dǎo)致的離子交換樹脂分解。相應(yīng)地，作為與電極直接接觸的離子交換膜，可以使用更具有耐久性的特氟隆(注冊(cè)商標(biāo))系陽離子交換膜。圖7的電解質(zhì)溶液生成裝置Ic中，將陰極131a設(shè)置于氣泡排出部124的第2出口 123d附近，具有由純水供給裝置向第2入口 123c流入純水的氣泡排出促進(jìn)裝置。在陰極131a表面生成的活性物質(zhì)和氣體(氫氣)不會(huì)侵入到酸或堿生成部122，也不會(huì)在陰極 131a附近停留，可迅速地由第2出口 123d排出。加之，通過在氣泡排出部124的離子交換樹脂層125D中填充陽離子交換樹脂，電泳和電滲流的方向是朝向陰極131a進(jìn)行，因此，由于該效果，陰極131a表面產(chǎn)生的氣泡不會(huì)侵入到酸或堿生成部122，也不會(huì)在陰極131a附近停留，可迅速地由第2出口 123d排出。進(jìn)一步有使聚集在陰極附近的高濃度陽離子(例如來自陽離子交換樹脂125D或陽離子交換膜127b的鈉離子)擴(kuò)散的效果，例如在出現(xiàn)通障礙時(shí)，可以使電極附近產(chǎn)生的苛性鈉晶體迅速溶解，具有防止機(jī)器 管路堵塞的效果。關(guān)于使聚集在上述電極附近的離子擴(kuò)散的效果，在圖5或圖6的類型的裝置中極小，并不充分。也就是說，在圖5所示的裝置Ia中，只有電滲流的少許的液流帶來的擴(kuò)散，等同于幾乎沒有。圖6所示裝置Ib中，是使液體在電極附近流入，但實(shí)際上在電極與膜相接部分發(fā)生電解，因此，在電極附近產(chǎn)生大量的氣體，因此，即使由外側(cè)向電極流入液體，由于氣體的發(fā)生，液體也無法流至電極與膜相接的點(diǎn)，無法使離子聚集的部分(電極與膜相接的部分)的離子擴(kuò)散。為解決該問題，如圖7所示，是使溶液由膜的內(nèi)側(cè)流出，流至膜與電極相接的部分，這樣，可以使聚集在電極附近的離子更為順暢地?cái)U(kuò)散并溶出。離子交換樹脂層125D沒有特別限定，例如可以使用7 ) - ’ 4卜(注冊(cè)商標(biāo)， 夕·々·夕$力A公司制造)IR120B、DOWEX (注冊(cè)商標(biāo)，夕·々 夕S力 > 公司制造)50WX2、 D0WEX50WX4、D0WEX50WX8等的陽離子交換樹脂。也曾考慮離子交換樹脂層125D使用陰離子交換樹脂，但從陰極131a向酸或堿生成部122發(fā)生電滲流，容易導(dǎo)致氣泡的混入。另外， 純水中所含的陰離子是通過電泳由陰極131a向酸或堿生成部122移動(dòng)，因此可能導(dǎo)致該陰離子的混入。因此，離子交換樹脂層125D優(yōu)選使用陽離子交換樹脂。離子交換膜127d的功能與離子交換膜127c同樣，主要具有三個(gè)功能。第一個(gè)功能是使陰極131a和陽極131b之間形成電連接的狀態(tài)的功能。第二個(gè)功能是固定離子交換樹脂125D的功能。特別是使用離子交換膜127b和127d來固定離子交換樹脂125D。第三個(gè)功能是使電極131a和離子交換樹脂125D之間分隔，抑制電極面發(fā)生的電解導(dǎo)致的離子交換樹脂分解的功能。在滿足上述三個(gè)功能的基礎(chǔ)上，更優(yōu)選由具有耐久性的離子交換體形成。作為離子交換膜127d中使用的離子交換體的種類，可以使用具有充分的強(qiáng)度、化學(xué)穩(wěn)定的特氟隆(注冊(cè)商標(biāo))系的離子交換膜，例如Nafion(注冊(cè)商標(biāo))NRE-212、115、117、 324、424、551(杜邦公司制造)，SELEMI0N(注冊(cè)商標(biāo))CMF(旭硝子公司制造)等。所使用的Nafion、CMF可以實(shí)施簡(jiǎn)單的狹縫加工等，使其不抑制液體的通過。通過該狹縫加工等，雖然使其具有液體透過性，但結(jié)果可能相反，無法避免含有雜質(zhì)的液體或氣體由外部向系統(tǒng)內(nèi)侵入，為此，要總是保持溶液由純水供給裝置161流出，以防止含有雜質(zhì)的液體或氣體由外部向系統(tǒng)內(nèi)混入。本實(shí)施方式的電解質(zhì)溶液生成裝置Ic的其它構(gòu)成和效果與實(shí)施方式3的電解質(zhì)溶液生成裝置Ib同樣。[實(shí)施方式5]接著，本發(fā)明的實(shí)施方式5的電解質(zhì)溶液生成裝置Id是實(shí)施方式2的電解質(zhì)溶液生成裝置Ia的變形例，參照?qǐng)D8簡(jiǎn)單說明。圖8電解質(zhì)溶液生成裝置Id是使酸或堿生成部為三層結(jié)構(gòu)，與實(shí)施方式2的電解質(zhì)溶液生成裝置Ia同樣。使第2層為離子交換體、例如將具有液體透過性的陰離子交換膜疊層而成的離子交換體12 ，第1層與第3層由相同極性的離子交換體、例如陽離子交換樹脂層125AU25C形成。該電解質(zhì)溶液生成裝置不使用罐121，與離子交換膜127a相鄰，在其外側(cè)設(shè)置離子交換體、例如珠狀的離子交換樹脂層125E ；具有耐久性的離子交換體、例如離子交換膜 127c ；和陽極131b，作為離子導(dǎo)入裝置，設(shè)置由電解質(zhì)供給源173和泵175和管路177構(gòu)成的電解質(zhì)原液供給裝置171。與陰極131b相鄰，在其外側(cè)設(shè)置氣泡排出部124，作為氣泡排出促進(jìn)裝置，設(shè)置由純水源163和泵165和管路167構(gòu)成的純水供給裝置161。[實(shí)施方式6]下面參照?qǐng)D9，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式6的電解質(zhì)溶液生成裝置Ie進(jìn)行簡(jiǎn)單的說明。圖9的電解質(zhì)溶液生成裝置Ie是實(shí)施方式5的電解質(zhì)溶液生成裝置Id (圖8)的變形例。該電解質(zhì)溶液生成裝置使酸或堿生成部為三層結(jié)構(gòu)，不使用罐121，與離子交換膜127a相鄰，在其外側(cè)設(shè)置離子交換體、例如珠狀的離子交換樹脂層125E ；具有耐久性的離子交換體、例如離子交換膜127c ；和陽極131b，作為離子導(dǎo)入裝置，設(shè)置將電解質(zhì)供給源 173和泵175通過管路177構(gòu)成的電解質(zhì)原液供給裝置171。與離子交換膜127b相鄰，在其外側(cè)設(shè)置氣泡排出部，氣泡排出部124內(nèi)設(shè)置離子交換體、例如珠狀的離子交換樹脂層125D ；具有耐久性的離子交換體、例如離子交換膜127d ；和陰極131a，作為氣泡排出促進(jìn)裝置，設(shè)置由純水源163和泵165和管路167構(gòu)成的純水供給裝置161。[實(shí)施方式7]對(duì)于將本發(fā)明的實(shí)施方式7的電解質(zhì)溶液生成裝置組合到以離子分析系統(tǒng)的形式構(gòu)成的離子色譜中的形態(tài)進(jìn)行說明。圖11是將本發(fā)明的堿性電解質(zhì)溶液生成裝置組合到離子色譜儀中的形態(tài)，是表示離子分析系統(tǒng)100的概略構(gòu)成的圖。該離子分析系統(tǒng)100的主要構(gòu)成具備電解質(zhì)溶液生成裝置1、電解質(zhì)溶液純化裝置2、泵3、注入樣品的注射站5、分離柱7、雜質(zhì)離子除去裝置9、以及檢測(cè)由雜質(zhì)離子除去裝置9排出的洗脫液的電導(dǎo)率的檢測(cè)器11。這些各構(gòu)成部通過管路13連接。管路13上設(shè)置有三通15，可以調(diào)節(jié)來自電解質(zhì)溶液生成裝置1的液量和通過泵3排出的液量。離子分析系統(tǒng)100是以檢出對(duì)象離子為陰離子的陰離子分析系統(tǒng)的形式的構(gòu)成。 陰離子分析中，使用例如碳酸鈉、氫氧化鉀等堿性的洗脫液E。洗脫液E在電解質(zhì)溶液生成裝置1中生成，生成的電解液在電解質(zhì)溶液純化裝置2中純化，通過使泵3動(dòng)作，由電解質(zhì)溶液純化裝置2通過注射站5，流入到分離柱7中。途中，在注射站5注入樣品。樣品在分離柱7中通過與洗脫液E中的電解質(zhì)的交換反應(yīng)被分離、洗脫。接著，含有檢出對(duì)象離子的、來自分離柱7的洗脫液通過雜質(zhì)離子除去裝置9，由此，非檢出對(duì)象離子大部分被除去， 在檢測(cè)器11中進(jìn)行檢出對(duì)象離子的檢出。[實(shí)施方式8]下面參照?qǐng)D12，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式8的電解質(zhì)溶液生成裝置Ig進(jìn)行簡(jiǎn)單的說明。圖12的電解質(zhì)溶液生成裝置Ig中，第1層為離子交換體，由將離子交換膜疊層而成的離子交換體125a，代替離子交換樹脂層125A構(gòu)成。離子交換膜疊層而成的離子交換體12 是將比容器123的內(nèi)徑小的離子交換膜多層重疊而成，在容器的內(nèi)側(cè)設(shè)置有縫隙空間。所述的高純度電解質(zhì)溶液生成裝置配置如下與離子交換膜127a的下表面相接， 將與離子交換膜127a同型的離子交換膜疊層，制成將離子交換膜疊層而成的離子交換體 125a，使離子交換膜疊層而成的離子交換體12 的外徑稍小(離子交換樹脂125B的珠無法通過的程度)，在容器的內(nèi)壁和離子交換膜疊層12 的周圍設(shè)置縫隙空間，與離子交換膜疊層而成的離子交換體12 的下表面相接，依次層疊具有相反極性的離子交換體、例如珠狀的離子交換樹脂125B層，進(jìn)一步相接配置使吸附、透過相同極性離子(陽離子)但液體難以透過的離子交換膜127b。這是為了使陽離子的離子流和純水流互不干涉，陽離子在將離子交換膜疊層而成的離子交換體12 內(nèi)移動(dòng)，純水流在將離子交換膜疊層而成的離子交換體12 的外周、 即，在容器內(nèi)壁與將離子交換膜疊層而成的離子交換體之間的縫隙流動(dòng)。因此，在將離子交換膜疊層而成的離子交換體125a、與離子交換體、例如珠狀的離子交換樹脂層125B之間聚集的兩種離子通過純水的流動(dòng)，通過該縫隙(容器的內(nèi)壁和離子交換膜層之間的縫隙)流到外部。將離子交換膜層制成多層，這是由于，1片離子交換膜的厚度只有0.2mm左右，因此，如果不是多層，則無法形成液體流動(dòng)的空間。[實(shí)施方式9]以上對(duì)堿溶液生成裝置進(jìn)行了說明，最后簡(jiǎn)單地觸及酸性電解質(zhì)溶液生成裝置If。參照?qǐng)D10，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式9的酸性電解質(zhì)溶液生成裝置If進(jìn)行簡(jiǎn)單說明。圖10是對(duì)于酸性電解質(zhì)溶液生成裝置If，以帶附帶設(shè)備的形態(tài)給予圖示，參照?qǐng)D10，對(duì)其與堿性電解質(zhì)溶液生成裝置ig(圖1 的不同進(jìn)行說明。首先，使用電解質(zhì)原液供給裝置171，使含有陰離子的電解質(zhì)原液E由電解質(zhì)供給源173流入到離子交換體、例如珠狀的離子交換樹脂層125E。進(jìn)一步在離子交換膜127a和127b中使用陰離子交換膜，在第1層的離子交換體、例如將離子交換膜疊層而成的離子交換體12 中填充陰離子交換膜，第2層離子交換體、例如珠狀的離子交換樹脂層125B中填充陽離子交換樹脂。電極的設(shè)定呈相反，電極131a為陽極，電極131b為陰極。裝置構(gòu)成上的不同只有以上幾點(diǎn)。從具有充分的強(qiáng)度考慮，陰離子交換膜例如可以使用苯乙烯系的才、才力夕(注冊(cè)商標(biāo))AHA(卜夕W公司制造)、AMX、ACM、ACS、AFN、AFX，同樣苯乙烯系的SELEMION(注冊(cè)商標(biāo))AMV、AMT、DSV、AAV、ASV、AHT、APS (旭硝子公司制造)等。實(shí)施例1使用組合有本發(fā)明的堿性電解質(zhì)溶液生成裝置Ic (圖7)的離子色譜儀(圖11)，注入陰離子標(biāo)樣，實(shí)施離子色譜分析，確認(rèn)得到了正常的檢出結(jié)果。使用與圖11同樣構(gòu)成的離子分析系統(tǒng)100，實(shí)施陰離子的離子分析。電解質(zhì)溶液生成裝置Ic采用堿性電解質(zhì)溶液生成裝置(日理工業(yè)制造)，電解質(zhì)溶液純化裝置2使用用于除去陰離子的雜質(zhì)離子除去裝置(日理工業(yè)制造)，雜質(zhì)離子除去裝置9使用用于除去陽離子的雜質(zhì)離子除去裝置(日理工業(yè)制造)，泵145和165和175使用CCPM(東^ 一公司制造)，泵3使用DP-8020 (東” 一公司制造)，注射器使用型號(hào)7125 (RHE0DYNE公司制造，20 μ 1)，電泳用直流電源133使用EX-375U2 (高砂制作所制造)，分離柱7使用TSKgelsuperIC AnionAZ (東〃 一公司制造)，檢測(cè)器11使用非接觸式電導(dǎo)率檢測(cè)器(日理工業(yè)制造)。電解質(zhì)溶液純化裝置2采取恒定電流30mA (約31. 8V)，雜質(zhì)離子除去裝置9的第一段采用恒定電流15mA (約35. 5V)，第二段采用恒定電流5mA (約25. IV)，電泳用直流電源133采用恒定電流20mA (約38. IV，約1717 μ S/cm的NaOH溶液)，使用鉬電極作為電泳用電極，由泵145供給純水(1. Iml/分鐘)，由泵165供給純水(1. Oml/分鐘)，由泵175供給IOOmM的Na2SO4 (0. 5ml/分鐘)，泵3的流量為0. 75ml/分鐘，樣品濃度是F離子:50ppb、Cr離子100ppb、N(V 離子:150ppb、Bf 離子:100ppb、N(V 離子:300ppb、SO廣離子:400ppb、P0廣離子300ppb。測(cè)定結(jié)果如圖14所示。在圖14的記錄圖中，1的峰是F_離子，2的峰是Cl_離子，3的峰是N02_離子，4的峰是Br—離子，5的峰是NO3-離子，6的峰是未知的C03_離子和S042_離子，7的峰是P043—離子。由該結(jié)果可以確認(rèn)，碳酸離子和硫酸離子的峰重疊，除此之外可以將各離子完全分離并檢出。實(shí)施例2為了表示本發(fā)明的特征即可以阻止在電極反應(yīng)中產(chǎn)生的氣體或活性物質(zhì)向系統(tǒng)內(nèi)混入，作為比較，使用現(xiàn)有類型的、在生成溶液出口設(shè)置電極的電解質(zhì)溶液生成裝置模型Ih (圖13 電極131a與陽離子交換樹脂125A相接，電極131a使用碳非織造布)，確認(rèn)陰極面發(fā)生的電還原反應(yīng)導(dǎo)致的活性物質(zhì)的生成。并通過電導(dǎo)率檢測(cè)器測(cè)定生成溶液中所含氣體混入的影響。使用與圖13同樣構(gòu)成的電解質(zhì)溶液生成裝置lh，對(duì)生成的電解質(zhì)溶液的電解影響進(jìn)行調(diào)查。電解質(zhì)溶液生成裝置Ih使用堿性電解質(zhì)溶液生成裝置(日理工業(yè)制造)，泵145和175使用CCPM (東” 一公司制造)，電泳用的直流電源133使用EX-375U2 (高砂制作所制造)。電泳用直流電源133采用恒定電流為20mA (約31V)，使用鉬電極作為電泳用電極，由泵 145 供給 ImM HNO3 (1. Iml/ 分鐘)，由泵 175 供給 IOOmM Na2SO4 (0. 5ml/ 分鐘)。以由圖13所示的電解質(zhì)溶液生成裝置的第1出口 12 排出的排出液作為樣品，使用圖11的離子分析系統(tǒng)100進(jìn)行測(cè)定。離子分析系統(tǒng)100的測(cè)定條件與實(shí)施例1相同。色譜如圖15所示。圖15的記錄圖中，1的峰為N02_離子，2的峰為N03_離子。由該結(jié)果可以確認(rèn)，NO2-離子由NO3-離子電解生成。接著，使用圖7所示的本發(fā)明的電解質(zhì)溶液生成裝置lc，對(duì)于生成的電解質(zhì)溶液的電解影響進(jìn)行調(diào)查。泵165使用CCPM(東〃 一公司制造)。電泳用直流電源133采用恒定電流為20mA(約34. 9V)，由泵165供給純水(1. Oml/分鐘)。除此之外，實(shí)驗(yàn)條件和分析方法與上述模型的情形相同。測(cè)定結(jié)果如圖16所示。圖16的記錄圖中，1的峰N03_離子。由該結(jié)果可以確認(rèn)，未生成N02_離子。接著，使用圖13所示的電解質(zhì)溶液生成裝置lh，對(duì)于電解產(chǎn)生的氣體的影響進(jìn)行調(diào)查。電解質(zhì)溶液生成裝置Ih使用堿性電解質(zhì)溶液生成裝置(日理工業(yè)制造)，泵145和175使用CCPM(東” 一公司制造)，電泳用的直流電源133使用EX-375U2 (高砂制作所制造)，檢測(cè)器11使用電導(dǎo)率檢測(cè)器(日理工業(yè)制造)。電泳用直流電源133采用恒定電流為20mA (約31V，約1900 μ S/cm的NaOH溶液)，使用鉬電極作為電泳用電極，由泵145供給純水(1. Iml/ 分鐘)，由泵 175 供給 IOOmM Na2SO4 (0. 5ml/ 分鐘)。由圖17的結(jié)果可以確認(rèn)，由于產(chǎn)生的氣體導(dǎo)致出現(xiàn)大的尖峰噪聲。接著，使用圖7所示的本發(fā)明的電解質(zhì)溶液生成裝置lc，對(duì)電解產(chǎn)生的氣體的影響進(jìn)行調(diào)查。泵165使用CCPM(東〃 一公司制造)。電泳用直流電源133采用恒定電流為20mA (約34. 9V，約1717 μ S/cm的NaOH溶液)，由泵165供給純水(1. Oml/分鐘)。除此之外，實(shí)驗(yàn)條件和分析方法與上述模型的情形相同。測(cè)定結(jié)果如圖18所示。由圖18的結(jié)果可以確認(rèn)，未出現(xiàn)尖峰噪聲。以上，由圖16-18的結(jié)果可以確認(rèn)，通過本發(fā)明的電解質(zhì)溶液生成裝置Ic生成的電解質(zhì)溶液中，沒有電極反應(yīng)產(chǎn)生的氣體或活性物質(zhì)的混入。實(shí)施例3通過本發(fā)明的電解質(zhì)溶液生成裝置，所需電導(dǎo)率的電解質(zhì)溶液可通過對(duì)施加在本體裝置上的電流(直流電源)或電壓(由一般家庭用交流電源進(jìn)行半波整流)進(jìn)行增減操作獲得。使用與組合了本發(fā)明的堿性電解質(zhì)溶液生成裝置Ib(圖6)的離子色譜儀(圖11)同樣構(gòu)成的離子分析系統(tǒng)100，測(cè)定伴隨著施加于該堿性電解質(zhì)溶液生成裝置Ib (圖
216)上的電流變化的生成溶液的電導(dǎo)率。試驗(yàn)中，從圖11的離子分析系統(tǒng)100中拆下分離柱7和雜質(zhì)離子除去裝置9后使用。電解質(zhì)溶液生成裝置Ib使用堿性電解質(zhì)溶液生成裝置(日理工業(yè)制造)，電解質(zhì)溶液純化裝置2使用用于除去陰離子的雜質(zhì)離子除去裝置(日理工業(yè)制造)，泵145、165、175使用CCPM(東乂一公司制造)，泵3使用DP-8020 (東乂一公司制造)，注射器使用型號(hào)7125(RHE0DYNE公司制造，20 μ 1)，電泳用直流電源133使用EX-375U2 (高砂制作所制造)，檢測(cè)器11使用CM432 (東” 一公司制造)。電解質(zhì)溶液純化裝置2采取恒定電流30mM40. 6V)，使用鉬電極作為電泳用電極，由泵145供給純水(1. Iml/分鐘)，由泵165供給純水(1. Oml/分鐘)，由泵175供給IOOmM的Na2SO4 (0. 25ml/分鐘)，泵3的流量為0. 75ml/分鐘。其結(jié)果如圖19所示。圖19的符號(hào)1 10的劃分是1 :0mA(OV)、2 恒定電流 5mA(42. 8V)、3 恒定電流 IOmA(57. 7V)、4 恒定電流 15mA(65. 8V)、5 恒定電流20mA (70. 8V)、6 恒定電流25mA (75. 3V)、7 恒定電流30mA (78. 3V)、8 恒定電流:35mA (81. 2V)、9 恒定電流 40mA (89. 6V)。由圖19可以確認(rèn)，隨著電流的升高，生成的電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)率升高。這樣，通過改變電流值這樣簡(jiǎn)單的操作，即可以制造所需電導(dǎo)率的電解質(zhì)溶液。接著，使用與圖7同樣構(gòu)成的電解質(zhì)溶液生成裝置lc，對(duì)于使用交流電源作為電流源時(shí)的生成電解液的電導(dǎo)率變化進(jìn)行研究。泵145和165和175使用CCPM(東” 一公司制造)，交流電源133使用家庭用電源(通過變壓器調(diào)節(jié)電壓，通過二極管進(jìn)行半波整流)，檢測(cè)器11使用電導(dǎo)率檢測(cè)器CM432(日理工業(yè)制造)。交流電源133為0、20、40、60V(0 PEEK)，電解質(zhì)溶液純化裝置2采用恒定電流30mM41. 2V)，使用鉬電極作為電泳用電極，由泵145供給純水(1. Iml/分鐘)，由泵165供給純水(1. Oml/分鐘)，由泵175供給IOOmM的Na2SO4O). 5ml/分鐘)。電解質(zhì)溶液生成裝置生成的電解液的電導(dǎo)率變化如圖20所示。由圖20的結(jié)果可以確認(rèn)，隨著施加電壓的升高，生成電解液的電導(dǎo)率升高。實(shí)施例4使用與組合了本發(fā)明的堿性電解質(zhì)溶液生成裝置Ib (圖6)的離子色譜儀(圖11)同樣構(gòu)成的離子分析系統(tǒng)100，對(duì)于使用用試劑稀釋制備的氫氧化鈉溶液的情形下、和使用在堿性電解質(zhì)溶液生成裝置Ib中生成的氫氧化鈉溶液的情形下的、雜質(zhì)離子除去裝置9的洗脫液電導(dǎo)率進(jìn)行比較。實(shí)驗(yàn)中，從圖11的離子分析系統(tǒng)100中拆下電解質(zhì)溶液純化裝置2和注射器5和分離柱7后使用。電解質(zhì)溶液生成裝置Ib使用堿性電解質(zhì)溶液生成裝置(日理工業(yè)制造)，雜質(zhì)離子除去裝置9使用用于除去陽離子的雜質(zhì)離子除去裝置(日理工業(yè)制造)，泵145、165、173使用CCPM (東乂一公司制造)，泵3使用DP-8020 (東乂一公司制造)，電泳用直流電源133使用EX-375U2 (高砂制作所制造)，檢測(cè)器11使用CM432 (東“一公司制造)。雜質(zhì)離子除去裝置9采取恒定電流40mA(約52V)，電泳用直流電源133采用恒定電流20mA (約74. 6V，約1965 μ S/cm的NaOH溶液)，使用鉬電極作為電泳用電極，由泵145供給純水(1. Iml/分鐘)，由泵165供給純水(1. Oml/分鐘)，由泵173供給IOOmM的Na2SO4O). 25ml/分鐘)，泵3的流量為0.75ml/分鐘。結(jié)果如圖21所示。圖21的符號(hào)1和2的劃分是1 用試劑稀釋制備而成的氫氧化鈉溶液(12. 5mM NaOH，約1972 μ S/cm的NaOH溶液)的來自雜質(zhì)離子除去裝置的洗脫液的電導(dǎo)率，2 在電解質(zhì)溶液生成裝置1中生成的氫氧化鈉溶液(約1965 μ S/cm的NaOH溶液)的來自雜質(zhì)離子除去裝置的洗脫液的電導(dǎo)率。
由圖21可知，通入自制的氫氧化鈉溶液，則背景電導(dǎo)率為約2. 5μ S/cm，較高，含有較多無法通過雜質(zhì)離子除去裝置9除去的陰離子。也就是說，若使用電解質(zhì)溶液生成裝置lb，則可生成不含有從空氣混入的碳酸離子等陰離子的電解質(zhì)溶液。產(chǎn)業(yè)實(shí)用性適合作為在離子色譜法中使用的電解質(zhì)洗脫液的線上生成裝置，除此之外，可代替分別包裝成常規(guī)分析化學(xué)用、合成用、各種處理用的試劑，可用作高純度酸或堿性電解質(zhì)溶液的生成裝置。符號(hào)說明
1電解質(zhì)溶液生成裝置
Ia-Iy電解質(zhì)溶液生成裝置
2電解質(zhì)溶液純化裝置
3泵
4數(shù)據(jù)處理裝置
5注射站
7分離柱
9雜質(zhì)離子除去裝置
11檢測(cè)器
13管路
15三通
122酸或堿生成部
123容器
123a第1入口
123b第1出口
123c第2入口
123d第2出口
123e第3入口
123f第3出口
124氣泡排出部
125a離子交換膜·
125A離子交換膜·
125b離子交換膜·
125B離子交換膜·
125C離子交換膜·
125D離子交換膜·
127a離子交換膜
127b離子交換膜
127c離子交換膜
127d離子交換膜
133外部電流源
141純水供給部
143純水貯存部
145泵
147管路
161純水供給部
163純水貯存部
165泵
167管路
171電解質(zhì)咨勤夜供給部
173電解質(zhì)咨勤夜貯存部
175泵
177管路。
權(quán)利要求
1.高純度電解質(zhì)溶液生成裝置，該裝置構(gòu)成如下(Al)具備陽或陰離子其中任意一種生成對(duì)象離子可透過但液體難以通過的離子交換膜A，在電解質(zhì)原料溶液內(nèi)設(shè)有電極，由電解質(zhì)原料溶液中、經(jīng)由離子交換膜A攝入生成對(duì)象離子，除去殘留的相反極性離子(以下，“相同極性”和“相反極性”是以生成對(duì)象離子所具有的電極性為基準(zhǔn))的裝置；(A2)與上述離子交換膜A的下表面相接，依次重疊吸附相同極性離子的離子交換體B 層、以及吸附相反極性離子的離子交換體C層，進(jìn)一步相接配置吸附相同極性離子、使相同極性離子透過但液體難以通過的離子交換膜D ；(A3)具備從上述離子交換體C層的一端加入純水、從上述離子交換體B層的另一端排出生成對(duì)象離子的堿或酸性溶液的出口 ；或者，具備從上述離子交換體的B層的一端加入純水，從上述離子交換體C層的另一端排出生成對(duì)象離子的堿或酸性溶液的出口；(A4)在上述離子交換膜D的外表面具備電極，還具備連接上述電極的外部電流源。
2.高純度電解質(zhì)溶液生成裝置，該裝置如下構(gòu)成(al)具備陽或陰離子其中任意一種生成對(duì)象離子可透過但液體難以通過的離子交換膜A，在電解質(zhì)原料溶液內(nèi)設(shè)有電極，由電解質(zhì)原料溶液中、經(jīng)由離子交換膜A攝入生成對(duì)象離子，除去殘留的相反極性離子(以下，“相同極性” “相反極性”是以生成對(duì)象離子所具有的電極性為基準(zhǔn))的裝置；(a2)與上述離子交換膜A的下表面相接，將與上述離子交換膜A同類型的離子交換膜疊層，形成吸附相同極性離子的離子交換體B層，減小該疊層部分的外徑，在容器內(nèi)壁與疊層部分的周圍設(shè)置空間，依次重疊與該疊層部分的下表面相接、具有相反極性的離子交換體C層，進(jìn)一步相接配置吸附相同極性離子、使相同極性的離子透過但液體難以通過的離子交換膜D ；或者與上述離子交換膜A的下表面相接，形成吸附相同極性離子的離子交換體B層，在該離子交換體B層上，接著依次疊層吸附相反極性離子的離子交換膜，使該疊層部分的外徑減小，在容器的內(nèi)壁和疊層部分的周圍設(shè)置空間，形成離子交換體C層，進(jìn)一步相接配置吸附相同極性離子、使相同極性離子透過但液體難以通過的離子交換膜D ；(a3)具備從上述離子交換體C層的一端加入純水、從上述離子交換體B層額另一端排出生成對(duì)象離子的堿或酸性溶液的出口；或者，具備從上述離子交換體B層的一端加入純水，從上述離子交換體C層的另一端排出生成對(duì)象離子的堿或酸性溶液的出口；(a4)在上述離子交換膜D的外表面具備電極，還具備連接上述電極連的外部電流源。
3.高純度電解質(zhì)溶液生成裝置，該裝置如下構(gòu)成(Cl)具備陽或陰離子其中任意一種生成對(duì)象離子可透過但液體難以通過的離子交換膜A，在電解質(zhì)原料溶液內(nèi)設(shè)有電極，從電解質(zhì)原料溶液經(jīng)由離子交換膜A攝入生成對(duì)象離子，除去殘留的相反極性離子(以下，“相同極性” “相反極性”是以生成對(duì)象離子所具有的電極性為基準(zhǔn))的裝置；(C2)與上述離子交換膜A的下表面相接，重疊吸附相同極性離子的離子交換體Bl層、 吸附相反極性離子的離子交換體C層、以及吸附相同極性離子的離子交換體B2層，在其外側(cè)相接配置吸附相同極性離子、使相同極性離子透過但液體難以通過的離子交換膜D ；(C3)具備從上述離子交換體B2層的一端加入純水、從上述離子交換體Bl層的另一端排出生成對(duì)象離子的堿或酸性溶液的出口；(C4)在上述離子交換膜D的外表面具備電極，還具備連接上述電極的外部電流源。
4.權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的高純度電解質(zhì)溶液生成裝置，該裝置為如下(Bi)構(gòu)成夾持陽或陰離子其中任意一種生成對(duì)象離子透過但液體難以通過的離子交換膜A，在上表面相接設(shè)置吸附與生成對(duì)象離子的相同極性(以下，“相同極性” “相反極性”是以生成對(duì)象離子所具有的電極性為基準(zhǔn))離子的離子交換體AA，在一方設(shè)置電解質(zhì)原料溶液的加入口，在另一方設(shè)置殘余溶液的出口，在出口，經(jīng)由具有耐久性的離子交換體具備電極， 還具備從電解質(zhì)原料溶液攝入生成對(duì)象離子、除去殘留的相反極性的離子的裝置；以上述(Bi)構(gòu)成代替上述權(quán)利要求1的(Al)、權(quán)利要求2的(al)、上述權(quán)利要求3的 (Cl)的裝置。
5.權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的高純度電解質(zhì)溶液生成裝置，該裝置為具備(B2-1) 的促進(jìn)由電極面產(chǎn)生的氣泡排出的裝置，該裝置具備與上述離子交換膜D和安裝在其上的電極的外表面相接，設(shè)置可通入純水或來自檢測(cè)器的返回水的導(dǎo)入部，還具備與上述電極連接的外部電流源；以上述(B2-1)裝置代替上述權(quán)利要求1的(A4)、權(quán)利要求2的(a4)、上述權(quán)利要求3 的(C4)的裝置。
6.權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的高純度電解質(zhì)溶液生成裝置，該裝置具備(B2-2)的裝置該裝置是夾持上述離子交換膜D，在外表面設(shè)置吸附相同極性離子的離子交換體DD， 在一方設(shè)置導(dǎo)入純水或來自檢測(cè)器的返回水的入口，在另一方設(shè)置通過了離子交換體DD 而排出的出口，在出口，經(jīng)由具有耐久性的離子交換體而具備電極，還具備與上述電極連接的外部電流源，該裝置促進(jìn)從電極面產(chǎn)生的氣泡的排出，進(jìn)一步防止上述純水或來自檢測(cè)器的返回水中所含的檢出離子(相反極性的離子)向上述離子在交換膜D的內(nèi)側(cè)擴(kuò)散混入，使電極附近的離子濃度擴(kuò)散；以上述(B2-2)裝置代替上述權(quán)利要求1的(A4)、權(quán)利要求2的(a4)、上述權(quán)利要求3 的(C4)的裝置。
7.高純度電解質(zhì)溶液生成裝置，該裝置具備如下構(gòu)成(Al)夾持陽或陰離子其中任意一種生成對(duì)象離子可透過但液體難以通過的離子交換膜A，在其上表面相接設(shè)置吸附與生成對(duì)象離子相同極性(以下，“相同極性” “相反極性” 是以生成對(duì)象離子所具有的電極性為基準(zhǔn))離子的離子交換體AA，在一方設(shè)置電解質(zhì)原料溶液的加入口，另一方設(shè)置殘余溶液的出口，在出口，經(jīng)由具有耐久性的離子交換體具備電極，還具備從電解質(zhì)原料溶液攝入生成對(duì)象離子、除去殘留的相反極性的離子的裝置；(A2)與上述離子交換膜A的下表面相接，依次重疊吸附相同極性離子的離子交換體B 層、以及吸附相反極性離子的離子交換體C層，進(jìn)一步相接配置吸附相同極性離子、使相同極性離子透過但液體難以通過的離子交換膜D ；(A3)具備從上述離子交換體C層的一端加入純水、從上述離子交換體B層的另一端排出生成對(duì)象離子的堿或酸性溶液的出口 ；或者，具備從上述離子交換體B層的一端加入純水，從上述離子交換體C層的另一端排出生成對(duì)象離子的堿或酸性溶液的出口 ；(A4)夾持上述離子交換膜D，在外表面設(shè)置吸附相同極性離子的離子交換體DD，在一方設(shè)置導(dǎo)入純水或來自檢測(cè)器的返回水的入口，在另一方設(shè)置通過了離子交換體DD而排出的出口，在出口，經(jīng)由具有耐久性的離子交換體而具備電極，還具備與上述電極連接的外部電流源；該裝置可促進(jìn)從電極面產(chǎn)生的氣泡的排出，進(jìn)一步防止上述純水或來自檢測(cè)器的返回水中所含的檢出離子(相反極性的離子)向上述離子交換膜D的內(nèi)側(cè)擴(kuò)散混入，使電極附近的離子濃度擴(kuò)散。
8.高純度電解質(zhì)溶液生成裝置，該裝置具備如下構(gòu)成(al)夾持陽或陰離子其中任意一種生成對(duì)象離子可透過但液體難以通過的離子交換膜A，在其上表面相接設(shè)置吸附與生成對(duì)象離子相同極性(以下，“相同極性” “相反極性” 是以生成對(duì)象離子所具有的電極性為基準(zhǔn))離子的離子交換體AA，在一方設(shè)置電解質(zhì)原料溶液的加入口，在另一方設(shè)置殘余溶液的出口，在出口，經(jīng)由具有耐久性的離子交換體具備電極，還具備從電解質(zhì)原料溶液攝入生成對(duì)象離子、除去殘留的相反極性的離子的裝置；(a2)與上述離子交換膜A的下表面相接，疊層與上述離子交換膜A同類型的離子交換膜，形成吸附相同極性離子的離子交換體B層，減小該疊層部分的外徑，在容器內(nèi)壁與疊層部分的周圍設(shè)置空間，與該疊層部分的下表面相接，依次重疊具有相反極性的離子交換體C 層，進(jìn)一步相接配置吸附相同極性離子、使相同極性的離子透過但液體難以通過的離子交換膜D ；或者與上述離子交換膜A的下表面相接，形成吸附相同極性離子的離子交換體B層，在該離子交換體B層上，接著依次疊層吸附相反極性離子的離子交換膜，使該疊層部分的外徑減小，在容器的內(nèi)壁和與疊層部分的周圍設(shè)置空間，形成離子交換體C層，進(jìn)一步相接配置吸附相同極性離子、使相同極性離子透過但液體難以通過的離子交換膜D ；(a3)具備從上述離子交換體C層的一端加入純水、從上述離子交換體B層的另一端排出生成對(duì)象離子的堿或酸性溶液的出口 ；或者，具備從上述離子交換體B層的一端加入純水，從上述離子交換體C層的另一端排出生成對(duì)象離子的堿或酸性溶液的出口 ；(a4)夾持上述離子交換膜D，在外表面設(shè)置吸附相同極性離子的離子交換體DD，在一方設(shè)置導(dǎo)入純水或來自檢測(cè)器的返回水的入口，在另一方設(shè)置通過了離子交換體DD而排出的出口，在出口，經(jīng)由具有耐久性的離子交換體而具備電極，還具備與上述電極連接的外部電流源；該裝置可促進(jìn)由電極面產(chǎn)生的氣泡的排出，進(jìn)一步防止上述純水或來自檢測(cè)器的返回水中所含的檢出離子(相反極性的離子)向上述離子交換膜D的內(nèi)側(cè)擴(kuò)散混入，使電極附近的離子濃度擴(kuò)散。
9.高純度電解質(zhì)溶液生成裝置，該裝置具備如下構(gòu)成(Cl)夾持陽或陰離子其中任意一種生成對(duì)象離子可透過但液體難以通過的離子交換膜A，在其上表面相接設(shè)置吸附與生成對(duì)象離子相同極性(以下，“相同極性”/ “相反極性” 是以生成對(duì)象離子所具有的電極性為基準(zhǔn))離子的離子交換體AA，在一方設(shè)置電解質(zhì)原料溶液的加入口，在另一方設(shè)置殘余溶液的出口，在出口，經(jīng)由具有耐久性的離子交換體具備電極，還具備由電解質(zhì)原料溶液攝入生成對(duì)象離子、除去殘留的相反極性的離子的裝置；(C2)與上述離子交換膜A的下表面相接，重疊吸附相同極性離子的離子交換體Bl層、 和吸附相反極性離子的離子交換體C層、以及吸附相同極性離子的離子交換體B2層，在其外側(cè)相接配置吸附相同極性離子、使相同極性離子透過但液體難以通過的離子交換膜D ；(C3)具備從上述離子交換體B2層的一端加入純水、從上述離子交換體Bl層的另一端排出生成對(duì)象離子的堿或酸性溶液的出口；(C4)夾持上述離子交換膜D，在外表面設(shè)置吸附相同極性離子的離子交換體DD，在一方設(shè)置導(dǎo)入純水或來自檢測(cè)器的返回水的入口，在另一方設(shè)置通過了離子交換體DD而排出的出口，在出口，經(jīng)由具有耐久性的離子交換體而具備電極，還具備與上述電極連接的外部電流源；該裝置可促進(jìn)由電極面產(chǎn)生的氣泡的排出，進(jìn)一步防止上述純水或來自檢測(cè)器的返回水中所含的檢出離子(相反極性的離子)向上述離子交換膜D的內(nèi)側(cè)擴(kuò)散混入，使電極附近的離子濃度擴(kuò)散。
10.權(quán)利要求7 9中任一項(xiàng)所述的高純度電解質(zhì)溶液生成裝置，該裝置具備(G-I)促進(jìn)由電極面產(chǎn)生的氣泡排出的裝置，所述裝置具備與上述離子交換膜D和安裝在其上的電極的外表面相接，設(shè)置可通入純水或來自檢測(cè)器的返回水的導(dǎo)入部，還具備與上述電極連接的外部電流源；以上述裝置(Gl)代替上述權(quán)利要求7的(A4)、權(quán)利要求8的(a4)、上述權(quán)利要求9的 (C4)的裝置。
11.權(quán)利要求1 10中任一項(xiàng)所述的高純度電解質(zhì)溶液生成裝置，該裝置用于離子色譜用洗脫液。
12.洗脫液用高純度堿性電解質(zhì)溶液生成裝置，該裝置是在離子色譜中具備(A)加入了含有生成對(duì)象陽離子的電解質(zhì)原料溶液的第1層是填充了陽離子交換樹脂的層，(A-I)在該第1層的一端部設(shè)置原料溶液加入口，安裝加入管路，(A-2)在該第1層的另一端部配置具有液體透過性和耐久性的陽離子交換膜，與該交換膜相接，安裝陽極電極，設(shè)置溶液排出口，安裝排出管路，(B)第2層是支撐上述第1層的陽離子交換樹脂的、具有耐久性的陽離子交換膜，(C)第3層是疊層有陽離子交換膜的層，(C-I)在該疊層部的周圍和容器內(nèi)壁之間設(shè)置空間，(C-2)在第3層的一端部設(shè)置攝取生成對(duì)象離子的堿性電解質(zhì)溶液的出口，安裝攝取管路，(D)第4層是填充了陰離子交換樹脂的層，(D-I)在該第4層的一端部設(shè)置純水加入口，安裝加入管路，(E)第5層是支撐上述第3層至第4層的離子交換樹脂的、具耐久性的陽離子交換膜，(F)加入純水或由檢測(cè)器排出的洗脫液的第6層是填充了陽離子交換樹脂的層，(F-I)在該第6層的一端部設(shè)置純水加入口，安裝加入管路(F-2)在該第6層的另一端部配置有具液體透過性和耐久性的陽離子交換膜，與該交換膜相接安裝陰極電極，設(shè)置溶液排出口，安裝排出管路 (G)連接上述電極的外部電流源。
13.洗脫液用高純度酸性電解質(zhì)溶液生成裝置，該裝置是在離子色譜中具備(A)加入了含有生成對(duì)象陰離子的電解質(zhì)原料溶液的第1層是填充了陰離子交換樹脂的層，(A-I)在該第1層的一端部設(shè)置原料溶液加入口，安裝加入管路， (A-2)在該第1層的另一端部配置具有液體透過性和耐久性的陽離子交換膜，與該交換膜相接，安裝陰極電極，設(shè)置溶液排出口，安裝排出管路，(B)第2層是支撐上述第1層的陰離子交換樹脂的、具有耐久性的陰離子交換膜，(C)第3層是疊層有陰離子交換膜的層，(C-I)在該疊層部的周圍和容器內(nèi)壁之間設(shè)置空間，(C-2)在第3層的一端部設(shè)置攝取生成對(duì)象離子的酸性電解質(zhì)溶液的出口，安裝攝取管路，(D)第4層是填充了陽離子交換樹脂的層，(D-I)在該第4層設(shè)置純水加入口，安裝加入管路，(E)第5層是支撐上述第3層至第4層的離子交換樹脂的、具耐久性的陰離子交換膜，(F)加入純水或由檢測(cè)器排出的洗脫液的第6層是填充了陰離子交換樹脂的層， (F-I)在該第6層的一端部設(shè)置純水加入口，安裝加入管路，(F-2)在該第6層的另一端部配置有具液體透過性和耐久性的陽離子交換膜，與該交換膜相接安裝陽極電極，設(shè)置溶液排出口，安裝排出管路，(G)連接上述電極的外部電流源。
全文摘要
本發(fā)明可以除去原料溶液的離子源來源的雜質(zhì)離子，防止酸或堿生成部的電極反應(yīng)產(chǎn)生的氣體、活性物質(zhì)的混入，可提供高純度的電解質(zhì)溶液生成裝置。該裝置的主要特征是在由極性不同的離子交換體疊層的部分形成目標(biāo)酸或堿生成部，以由外部供給的形成目標(biāo)酸或堿的離子源、和由純水在離子界面分離而出的離子作為平衡離子源，與水流方向交叉，通過電場(chǎng)使離子移動(dòng)，在一個(gè)電極附近，促進(jìn)電滲流帶來的向系統(tǒng)外的排出，同時(shí)構(gòu)成靜電排斥的離子交換膜，防止在電極面由于水的電解而產(chǎn)生的氣體等的雜質(zhì)混入生成液。
文檔編號(hào)G01N30/26GK102369435SQ201180001661
公開日2012年3月7日 申請(qǐng)日期2011年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月21日
發(fā)明者丸山昇, 增長(zhǎng)洋登 申請(qǐng)人:日理工業(yè)株式會(huì)社