專利名稱：一種水中離子吸附裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于測試分析技術領域，尤其涉及一種吸附水中陰、陽離子，用于同位素組 成測試的安裝簡便、便于攜帶的前處理裝置。
背景技術：
測試分析水中各種陰、陽離子的元素同位素組成，是確定這些陰、陽離子來源和變化最 直接和有效的手段，可以為水環(huán)境變化和水污染研究提供必要的科學依據(jù)。銨根離子氮同位 素組成、硝酸根離子氮及氧同位素組成、鉻酸根離子鉻同位素組成、硼酸中硼同位素組成等 測試分析，通常需要采用陰或陽離子交換樹脂從水中吸附這些離子，而后進行相應同位素組 成測試。為防止水樣中陰、陽離子在運輸過程中發(fā)生變化，影響其中的元素同位素組成，需 要在野外現(xiàn)場進行離子吸附處理水樣。目前，適于野外現(xiàn)場吸附提取水中陰、陽離子，用于 同位素組成測試的前處理裝置主要由分液漏斗、離子交換柱和抽濾瓶通過橡皮塞串聯(lián)而成 (Silva et al.,2000r。水樣在分液漏斗閥門的控制下，流入離子交換柱中，陰或陽離子吸 附于樹脂上，廢水樣流入抽濾瓶中。
現(xiàn)有技術中存在如下的技術問題
(1) 很多研究條件下所取水樣量有限，但是，需要同時吸附其中的多種離子?，F(xiàn)有的吸 附裝置由于采用橡皮塞連接，不能解決方便處理多個離子交換柱同時連接的問題。
(2) 由于現(xiàn)有的吸附裝置每次實驗僅能處理單一離子，不同的離子需要重復多次實驗， 增加了實驗的復雜程度和操作人員的勞動強度。
(3) 實驗過程中樹脂很容易殘留在交換柱中，不易清除，從而影響后續(xù)實驗精度。 Garten (1992)"曾提出陰、陽離子交換柱連接，同時吸附大氣降水中的銨根離子和硝酸
根離子，用于測試分析其中的氮同位素組成。但是，其裝置中交換柱釆用橡皮塞和膠管連接， 不易連接和拆卸；更值得指出的是，該裝置為野外定點長期觀測而設計，每一個樣點需要一 套裝置，且不具有便于攜帶的靈活性。
Chang et al. (1999) "*也曾提出陰、陽離子交換柱連接，用于硝酸根離子氮和氧同位素 組成測試。但是，其裝置主要基于Silva et al. (2000)所述裝置研制而成，僅在陰離子交 換柱前連接一個陽離子交換柱(連接方法文中未給出)；其裝置連接陽離子交換柱用于去除水 中的溶解有機碳，目的不是陽離子中元素同位素組成測試，所以，整個裝置主要用于單一離 子(硝酸根離子)的吸附。因此，需要研制一種方便攜帶的適用于野外操作的水中離子吸附裝置。 一方面，能方便 處理多個離子交換柱同時簡易連接，單次實驗吸附多種離子，降低實驗操作人員的勞動強度， 同時，需要克服殘留樹脂清除方面的不足。
*文獻來源Silva S R, Ging P B， Lee R W, Ziegler A C, Chang C C Y, and Avanzino R J. 2000. A new method for collection of nitrate from fresh water and the analysis of nitrogen and oxygen isotope ratios. Journal of Hydrology, 228:22 - 36
**文獻來汰1: Garten C T. 1992. Nitrogen isotope composition of ammonium and nitrate in bulk precipitation and forest throughfall. International Journal of Environment Analytical Chemistry, 47:33-45
***文獻來源Chang C C Y， Langston J， Riggs M, Campbell D H， Silva S R and Kendall C. 1999. A method for nitrate collection for 5 N and 5180 analysis from waters with low nitrate concentrations. Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences, 56: 1856-1864
發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有技術中存在的技術問題，本實用新型提供一種裝置，該裝置不僅能有效解 決多個離子交換柱同時簡易連接的問題，而且能解決交換柱中樹脂殘留清除問題。 具體的技術方案如下
一種水中離子吸附裝置由布氏漏斗、單個或多個離子交換柱和抽濾瓶依次連接組成； 所述連接是指布氏漏斗、離子交換柱和抽濾瓶采用標準磨口連接，拆卸只需簡單的插、 拔，即可完成；
所述布氏漏斗抽氣口帶有閥門、下端具有標準磨口；
所述離子交換柱上、下端均帶有標準磨口，內(nèi)部0.5 lcm處安裝篩板存放離子交換樹脂；
所述抽濾瓶瓶口帶有標準磨口，抽氣口帶有閥門；
所述布氏漏斗、離子交換柱和抽濾瓶的磨口標準一致，便于連接。
當需要吸附水樣中的離子時，依次連接布氏漏斗、單個或多個離子交換柱和抽濾瓶，關 閉布氏漏斗抽氣閥門，將水樣倒入布氏漏斗中，自然流入單個或多個離子交換柱中，打開抽 濾瓶抽氣閥門，通過抽真空調(diào)節(jié)水樣流速，達到滿意流速(l升水2 4小時)后關閉抽濾瓶抽 氣閥門。如果連接兩個交換柱分別裝有氫型陽離子交換樹脂(比如，國產(chǎn)的強酸性陽離子交 換樹脂，規(guī)格001 x 7 ( 732 )，氫型，粒度100~ 200目)和氯型陰離子交換樹脂(比如， 國產(chǎn)的強堿性陰離子交換樹脂，規(guī)格201x7(717),氯型，粒度100~ 200目)，水樣通過 兩個交換柱后可以分別吸附其中的銨根離子(NH/)和硝酸根離子(N0:廠)，用于測試分析銨 根、/,同位素組成和硝酸根、/ 及180/160同位素組成。再連接裝有鉻酸和硼離子等選擇型樹 脂交換柱，還可以同時選擇吸附這些離子，用于鉻酸53Cr/'tr和硼酸"B/"等相應的同位素組成 測試分析。當需要清除殘留于交換柱中的樹脂時，關閉抽濾瓶的抽氣閥門，依次連接單個需要清除 殘留樹脂的離子交換柱和布氏漏斗，在布氏漏斗中加水，抽濾瓶裝滿水并且交換柱中水柱高 于篩板lcm后，用橡皮塞封閉布氏漏斗上端，打開布氏漏斗抽氣閥門，反復抽真空，即可除去 離子交換柱中殘留的樹脂。
本實用新型的有益效果是，可以方便的解決實驗裝置各部件連接問題，便于同時吸附水 中多種離子問題，以及交換柱殘留樹脂清除問題。


圖l現(xiàn)有的水中離子吸附裝置結構示意圖。
圖2本實用新型裝置結構示意圖(吸附水中單一離子)。
圖3本實用新型裝置結構示意圖(同時吸附水中多種離子，以兩種為例)
圖4圖2和圖3中的布氏漏斗結構示意圖。
圖5圖2和圖3中的離子交換柱結構示意圖。
圖6圖2和圖3中的抽濾瓶結構示意圖。
圖l中l(wèi)l.分液漏斗，12.橡皮塞，13.離子交換柱，14.抽濾瓶。
圖2中l(wèi).布氏漏斗，2.離子交換柱，3抽濾瓶。
圖3中l(wèi).布氏漏斗，2.離子交換柱，3抽濾瓶。
圖4中41.抽氣口閥門，42.標準磨口。
圖5中51.上端標準磨口， 52.下端標準磨口， 53.篩板。
圖6中61.瓶口標準磨口， 62.抽氣口閥門。
具體實施方式
在圖2中，布氏漏斗(1)、離子交換柱(2)、抽濾瓶(3)之間采用標準磨口連接。 在圖3中，兩個離子交換柱(2)磨口串聯(lián)，同時吸附水中兩種離子(以兩種為例)。 在圖4中，布氏漏斗為中間帶有抽氣閥門(41)、下端帶有標準磨口 (42)。 在圖5中，離子交換柱為上(51)下(52)端帶有標準磨口。 在圖6中，抽濾瓶瓶口帶有標準磨口 (61)、抽氣口帶有閥門(62)。
當需要吸附水樣中的離子時，依次連接布氏漏斗(l)、單個或多個離子交換柱(2)和抽濾 瓶(3)，關閉布氏漏斗抽氣閥門(41)，將水樣倒入布氏漏斗(l)中，自然流入單個或多個離子 交換柱(2)中，打開抽濾瓶抽氣閥門(62)，通過抽真空調(diào)節(jié)水樣流速，達到滿意流速(1升水2 4小時)后關閉抽濾瓶抽氣閥門(62)。如果連接兩個交換柱(2)篩板(53)上分別裝有氫型陽離子交換樹脂(比如，國產(chǎn)的強酸性陽離子交換樹脂，規(guī)格001 x 7 ( 732 ),氫型，粒度 100~ 200目)和氯型陰離子交換樹脂(比如，國產(chǎn)的強堿性陰離子交換樹脂，規(guī)格201x7 (717),氯型，粒度100~ 200目)，水樣通過兩個交換柱(2)后可以分別吸附其中的鈸根 離子(NH/)和硝酸根離子(NOr)，用于測試分析鈸根"N/MN同位素組成和硝酸根"N/'N及"0/160 同位素組成。再連接裝有鉻酸和硼離子等選擇型樹脂交換柱，還可以同時選擇吸附這些離子， 用于鉻酸53&/520和硼酸1'8/1"8等相應的同位素組成測試分析。
當需要清除殘留于交換柱中的樹脂時，關閉抽濾瓶的抽氣閥門(62)，依次連接單個需要 清除殘留樹脂的離子交換柱(2)和布氏漏斗(1)，在布氏漏斗(l)中加水，抽濾瓶(3)裝滿水并 且交換柱(2)中水柱高于篩板(53) lcm后，用橡皮塞封閉布氏漏斗(1)上端，打丌布氏漏斗 抽氣閥門(41)，反復抽真空，即可除去離子交換柱(2)中殘留的樹脂。
整套裝置安裝和拆卸簡單，只需要通過磨口 ((42)， (51)， (52)， (61))簡單插拔即可； 部件((l)， (2)， (3))少便于攜帶，非常適合野外現(xiàn)場操作。
權利要求1.一種水中離子吸附裝置，由布氏漏斗，離子交換柱，抽濾瓶依次連接，其特征在于布氏漏斗、離子交換柱和抽濾瓶采用標準磨口連接。
2. 根據(jù)權利要求l所述的水中離子吸附裝置，其特征在于布氏漏斗帶有抽氣 閥門，下端帶有標準磨口；離子交換柱上、下端均帶有標準磨口；抽濾瓶帶有標準磨口和抽氣閥門。
3.根據(jù)權利要求l所述的水中離子吸附裝置，其特征在于所連接的離子交換柱為單個或多個。
專利摘要本實用新型屬于測試分析技術領域，尤其涉及一種吸附水中陰、陽離子，用于同位素組成測試的前處理實驗裝置。本實用新型由布氏漏斗、單個或多個離子交換柱和抽濾瓶依次標準磨口連接組成。本實用新型能夠連接多個離子交換柱，同時吸附水中多種陰陽離子，降低了實驗操作的勞動強度。本實用新型還能夠有效解決樹脂殘留在交換柱中的樹脂不易清除的難題。本實用新型安裝簡單、便于攜帶，尤其適合野外現(xiàn)場處理水樣。
文檔編號C02F1/42GK201390661SQ20092010510
公開日2010年1月27日 申請日期2009年1月14日 優(yōu)先權日2009年1月14日
發(fā)明者王志民 申請人:中國科學院地理科學與資源研究所;中國科學院地質(zhì)與地球物理研究所