本發明專利技術公開一種單一體系單一電荷選擇性分離裝置及應用，屬液/液界面電化學領域膜裝置應用領域。所述的一種單一體系單一電荷選擇性分離裝置，由底座和位于底座正中心向上延伸的中空圓柱管組成，其底座和位于底座正中心的向上的中空圓柱管優選為一體加工而成，且均采用石英材質構造。所述的一種單一體系單一電荷選擇性分離裝置可應用于膜修飾液/液界面方面。本發明專利技術的單一體系單一電荷選擇性分離裝置選擇性更好、不宜破碎、絕緣性好、耐酸和耐堿性好、與離子交換膜接觸面積能達到最佳透過比。另外，該單一體系單一電荷選擇性分離裝置因其對離子電荷的極高選擇性，可用于分子尺寸選擇性轉移和離子電荷選擇性轉移等領域。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種單一體系單一電荷選擇性分離裝置及應用，屬液/液界面電化學領域。
技術介紹
近年來，隨著離子交換膜作為模板支撐液/液界面的廣泛運用，關于離子交換膜裝置的研制以及有效利用離子交換膜的研究逐漸引起人們的關注。在《Journalof Membrane Science))雜志 2011 年 I 月份的 “Evaluation of two ion-exchangemembranes for the transport of tin in the presence of hydrochloric acid，，中，M. Garcia-Gabaldon小組首次采用玻璃制成雙室電化學池作為實驗裝置來研究電荷在離子交換膜作為模板支撐液/液界面上的轉移反應，但主要的缺陷是該裝置易碎，易受酸堿腐蝕，不能在酸堿環境中使用絕緣性差，最關鍵的是運用此裝置不能得到較好的選擇性通過 效果，而且進行一次實驗需要消耗大量離子交換膜。因此該裝置在實際運用有很大的局限性。
技術實現思路
本專利技術的目的之一是為了克服現有技術中的膜修飾液/液界面裝置的缺點，提供一種單一體系單一電荷選擇性分離裝置。本專利技術的目的之二是提供上述的一種單一體系單一電荷選擇性分離裝置在膜修飾液/液界面方面的應用。本專利技術的技術方案 一種單一體系單一電荷選擇性分離裝置，由底座和位于底座正中心向上延伸的中空圓柱管組成； 整個裝置高即底座和底座正中心向上延伸的中空圓柱管總高度為底座高的6倍； 底座高與底座直徑之比為1:10 ; 底座正中心向上延伸的中空圓柱管的內徑與外徑之比為2:3 ； 底座正中心向上延伸的中空圓柱管管頂和底座上沿和下沿均采用高度為比底座高度小10倍，斜度為0. 5度的斜切角處理； 所述的單一體系單一電荷選擇性分離裝置，其底座和位于底座正中心的向上的中空圓柱管優選為一體加工而成，且均采用石英材質構造。上述的一種單一體系單一電荷選擇性分離裝置可應用于膜修飾液/液界面方面，即運用本裝置配合離子交換膜，在四電極體系下，觀察離子從水相到油相的轉移過程 上述的轉移過程包括(I)簡單離子轉移反應；(2)加速離子轉移反應兩個方面。所述的簡單離子轉移反應是指離子在電位窗內在外加電位的控制下所發生的從一相進入另外一相的反應。離子在水相和有機相間轉移時，其價態未發生變化，只是溶劑化狀態發生改變。如果具有兩親性的離子的轉移吉布斯自由能在實驗體系的電位窗范圍內，在外加電位情況下就會發生界面轉移反應。簡單離子在液/液界面上的可逆轉移反應遵守Nernst方程式。所述的加速離子轉移反應，是指在一相中加入一種能與另一相中某離子形成穩定絡合物的離子載體，從而降低該離子在液/液界面的轉移吉布斯自由能，使得在電位窗內能夠觀測到離子的轉移反應。該反應與離子色譜、離子選擇性電極、生物傳感器、藥物動力學以及生物體系中的跨膜傳輸等方面的研究相關。本專利技術的技術效果 本專利技術的單一體系單一電荷選擇性分離裝置，由于在現有制備方法的基礎上，采用穩固性好、更耐酸堿、電化學性能極佳的原材料——石英，克服了以前裝置易碎、不耐酸堿，玻璃裝置帶有一定電荷的缺點；采用圓形底座，中央樹立空管形式能更好的與離子交換膜緊貼，并能在電化學工作站上得到比以前裝置好的實驗效果。 另外，通過采用最佳的比例設計本裝置，最大限度充分使用離子交換膜，避免了以前裝置一次實驗需要耗費大量離子交換膜的不足。總體而言，所設計的單一體系單一電荷選擇性分離裝置相對于以前報道的膜修飾液/液界面裝置，本裝置的選擇性更好、不宜破碎、絕緣性好、耐酸和耐堿性好、與離子交換膜接觸面積能達到最佳透過比。另外，該單一體系單一電荷選擇性分離裝置因其對離子電荷的極高選擇性，可用于分子尺寸選擇性轉移和離子電荷選擇性轉移等領域。附圖說明圖I、實施例I的一種單一體系單一電荷選擇性分離裝置的剖面 圖2、北京廷潤膜技術有限公司生產JAM- II -05型陰離子交換膜切面的掃描電鏡圖； 圖3、各實施例中組裝后的裝置 圖4、高氯酸根陰離子在與陰離子交換膜的接觸面積為50. 27mm2的單一體系單一電荷選擇性分離裝置上進行轉移的圖片； 圖5、硫酸根陰離子在與陰離子交換膜的接觸面積為50. 27mm2的單一體系單一電荷選擇性分離裝置上進行轉移的圖片； 圖6、硝酸根陰離子在與陰離子交換膜的接觸面積為50. 27mm2的單一體系單一電荷選擇性分離裝置上進行轉移的圖片； 圖7、TEA陽離子在與陰離子交換膜的接觸面積為50. 27mm2的單一體系單一電荷選擇性分離裝置上進行轉移的圖片。具體實施例方式下面結合實施例并結合附圖對本專利技術進一步進行闡述，但并不限制本專利技術。實施例I 一種單一體系單一電荷選擇性分離裝置，如圖I所不，由底座I和位于底座正中心向上延伸的中空圓柱管2組成，所述的底座I和位于底座正中心的向上的中空圓柱管2為一體加工而成； 整個裝置高即底座I和底座正中心向上延伸的中空圓柱管2總高度為30mm，底座I高5mm ；底座I直徑50mm; 底座正中心向上延伸的中空圓柱管2的內徑為8mm，外徑為12mm，底座正中心向上延伸的中空圓柱管2的管頂、底座I上沿和底座I下沿均采用O. 5mmX O. 5。的斜切角處理； 所述的單一體系單一電荷選擇性分離裝置的底座I和位于底座正中心的向上的中空圓柱管2均采用石英材質構造。 應用實施例I 利用實施例I所得的單一體系單一電荷選擇性分離裝置觀察高氯酸根陰離子在其上進行傳輸轉移 實施例I所得的單一體系單一電荷選擇性分離裝置與離子交換膜的接觸 面積為50. 27mm2 ； 上述的利用實施例I所得的單一體系單一電荷選擇性分離裝置將高氯酸根陰離子在其上進行傳輸轉移的方法，具體包括如下步驟 (1)、離子交換膜的安裝 將陰離子交換膜(北京廷潤膜技術有限公司生產JAM- II -05型陰離子交換膜，切面的掃描電鏡圖如圖2所示，從圖2中可以看出由于陰離子交換膜膜的厚度有限，短時間內穿過膜的電荷也有限，在上述的實施例I所得的單一體系單一電荷選擇性分離裝置下，離子交換膜接觸面積能達到最佳透過比，在有效的接觸面積內充分觀察到離子的轉移)用打孔器切成直徑與實驗所用本裝置底座中心向上延伸的中空圓柱管底面積一致的圓形，面積約為60mm2，再運用α —氰基丙烯酸乙酯膠即502膠，將陰離子交換膜粘在單一體系單一電荷選擇性分離裝置底部的孔道口，放置至少IOmin ； (2)、將有機相DCE(I，2- 二氯乙烷)溶解的支持電解質溶液O. 02mol*r1TBATPB(O. 02mol*L-1四苯硼酸四丁基銨)放入事先準備好的電解槽(圖3中下部分裝置)中，剛好浸沒電解槽中尖嘴部分，并在其左側與電解槽底端尖嘴相連的細管中加入混合液(所述的混合液為在50ml容量瓶中加入5ml 10 mol·!/1 TBACL和6ml O. I moK KCL混合，然后用蒸餾水定容)，操作過程中不可使得混合液冒出尖嘴進入電解槽內，只能在細管中和部分有機相構成穩定界面，此界面最好適當接近尖嘴； (3)、接著，利用固定裝置將步驟(I)所得的帶有陰離子交換膜的單一體系單一電荷選擇性分離裝置固定于電解槽上端，帶有陰離子交換膜一段向下，不要接觸到有機相； 將要使用的參本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種單一體系單一電荷選擇性分離裝置，其特征在于所述的單一體系單一電荷選擇性分離裝置包括底座和底座正中心向上延伸的中空圓柱管組成。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：龍亞峰，陳勇，張素霞，卞書娟，
申請(專利權)人：上海應用技術學院，
類型：發明
國別省市：
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