TE-3型水中氚自动电解浓集装置

TE-3型水中氚自动电解浓集装置

1、TE-3型水中氚自动电解浓集装置，完整的2套水自动电解浓集系统。可以同时处理2个样品。它采用进口高分子材料和高效催化剂技术对纯水直接电解浓集样品，配合专业压缩机制冷技术和非接触自动液位计的自动控制，将原先麻烦费时的电解浓集制样过程简化为仪器自动控制，大大缩短了电解周期，简化了样品的操作处理，特别适用于环境保护、水文、地质研究中大量环境、地下水、海水低水平氚水样的电解浓集。该装置配用高灵敏度低本底液闪谱仪，很容易测出低于0.1Bq/L的环境样品中氚的水平。

2.技术性能

技术指标如下：      

初始体积：一般在250 Ml，可调整

最终体积：一般≤28mL(包括死体积)

探测下限：≤所用低本底液闪计数器探测下限的1/2～1/20

电解时间：≤ 48h(对10倍浓集系数)

冷阱控制温度：压缩机制冷,温度稳定在0℃～5℃

 3.使用方法
电解浓集样品的操作程序如下：
1）先将电解池内原先加入的清洗水排空：打开放水阀，使电解池内原有的清洗水自动流出，然后用吸耳球，从氧气出口处逆向吹气，将仍残留在储水瓶内的水吹出，反复多次，直至明显无水为止，关闭放水阀。
2）用样品水清洗置换：用容量瓶量取50～100mL的样品水分别倒入两个样品水储瓶中，静置片刻，开启电解电源，通电电解10～20min。然后关闭电解电源，重复程序1，将电解池内加入的样品水排空。
3）加入电解水样：用容量瓶量取250mL的样品水倒入电解装置的两个样品水储瓶中，静置片刻，两个样品瓶中的水位会自动平衡。
4）开始电解：打开制冷温控开关，当温度指示降到5℃附近时打开电解开关。此时两样品水储瓶中有气泡冒出，电解速率指示，电解进行指示灯点亮。制冷温控的温度指示将由室温逐渐降至5℃以下。
 
5）正常电解的速度：电解250mL的水在48小时内结束，整个电解过程中，电解池会发热（～65℃），产生的氢气、氧气将热量带出，可以看到，会有水珠附在样品水储瓶的瓶壁、瓶盖处。
6）电解过程中，电解池内的水处于流动循环状态，气体将水和热量带出，水通过连通管路再流回电解池。无需人过多干预，但要求勤于观察，发现问题，及时处理。
7）电解接近结束时，随着样品水储瓶中水的液面不断降低，系统内循环的水越来越少，最后当储瓶内的水完全流入瓶底的管中，集水管液面下降到液位开关的预先设定位置时，液位开关自动启动，电解停止。待气体出口、管壁、瓶盖等处的付着的水珠回流到样品水储瓶，集水管液面又高于液位开关设定的位置时，电解又重新开始，如此反复多次直到最后完全停止，电解速率显示时有时无是正常现象。
8）电解结束，关闭电解开关，放置3h后，样品水储瓶的瓶壁上无水时，用称重后的液闪计数瓶接在放水管口处，打开放水阀放出样品水。为了尽可能多地将电解池中的水取出，可以用吸耳球从装置的氧气出口反复吹。称重得出电解浓集后样品水的体积。
9）将系统内的水吹干净后，关闭放水阀。此时电解池内处于缺水状态，应该马上补充清洗用的二次蒸馏水（≤1Bq/L）。
10）加入清洗用的二次蒸馏水100～200mL，启动电解，在系统内循环1～3小时后排掉。如此重复清洗2～3次后开始下一个的水样处理。
4．浓集倍数的实验确定方法

对于环境水平氚的监测，一般电解处理250mL的水样，10倍的浓度浓集因子，配以低本底高灵敏度液闪计数，就能达到足够高的探测灵敏度。
 对于地质水文学的研究，有时需要测量低到0.1Bq/L以下或1TU水平的水中氚。此时，可用本装置电解处理500～1000mL的水样。电解程序完全同上，只不过随着储水瓶中液面的逐渐降低，应间断性地打开瓶盖补加水样，直到全部水样加入。
 浓度浓集因子k=电解后水样的氚活度（计数）/电解前水样的氚活度（计数）。作为参考，一个电解浓集单元对250ml初始水量实验测定的浓度浓集因子k列于下表：

SPE固体电解质水中氚浓集装置的浓度浓集因子k

5．工作原理

反应水（纯水）在催化阳极分解，2H2O→4H++2O2–，同时氧负离子在阳极放出电子，产生氧气，正氢离子在电场力作用下，以水合离子的形式穿过阳离子交换膜，到达电催化阴极，在此吸收电子，放出氢气。产生的氧气和氢气分别被半渗透膜隔离不会产生爆鸣气体，安全性高；可进行大电流电解，缩短电解时间。整个电解过程中，电解池会发热（～65℃），产生的氢气、氧气将热量带出，通过储液瓶中的水时会夹带大量水分，因此排出的气体需经用冷凝后再从排气孔排出。在瓶盖出气孔附近冷凝的水回流到样品水储瓶内，可以提高样品电解的回收率。氧气可以直接排放到室内，氢气出口则应接入装置上部的排风管，排出室外。