2050A 碳纸作为电极。
[0283] (实施例2)
[0284] 实施例2在与实施例1的条件相同的条件下进行，不同之处在于实施例1的碳纸是 通过空气等离子体氧化持续10分钟的。
[0285] (实施例3)
[0286] 实施例3在与实施例1的条件相同的条件下进行，不同之处在于实施例1的碳纸在 保持60°C的溫度的同时在含有95 %的硫酸和60 %的硝酸(比例为1:1)的溶液中氧化持续约 6小时。
[0287] (实施例1、2和3的结果）
[0288] 向实施例1、2和3的电渗累中的每一个的两端施加1.5伏的电压，同时每隔1分钟反 转电压的极性。作为实验结果的电流响应曲线图在图19、图20和图21A中提供。
[0289] 首先，参考图19,在不对碳纸进行任何额外处理而使用碳纸作为电极的电渗累的 情况下，发现50微安或小于50微安的电流在其中流动，并且还观察到流体运动。如从该结果 可W看出的，通过使用仅由多孔碳构成的电极，流体可通过多孔碳本身的电化学反应而移 动。
[0290] 参考图20,在电渗累使用通过空气等离子体进行过表面处理的碳纸的情况下，发 现约200微安的电流在其中流动，并且还观察到流体运动。如从该结果可W看出的，如果通 过等离子体对多孔碳的表面进行表面处理，那么相比于使用上面没有进行任何表面处理的 多孔碳的情况，可W实现较高的累送性能。
[0291 ]参考图2IA和图2IB，使用在含有95 %的硫酸和60 %的硝酸（比例为1:1)的溶液中 在60°C的溫度下氧化约6小时的碳纸的电渗累的情况下，发现逼近至约400微安的电流在其 中流动，并且流率被发现是14微升/分钟。即，如从运个结果可W看出的，相比于实施例1和 2,由多孔碳构成的电极(其表面上的氧化物质通过氧化反应形成)具有较高的累送性能。
[0292]与此同时，进行另一实验，其中，在与实施例3的条件不同的条件下，同时改变硝 酸/硫酸的比例、溫度、加热时间等等来氧化碳纸(CP)。然后，在每一种情况下观察电流流动 和累的流率，并将比较结果提供在下面的表1中。在表1中，使用60%的硝酸和95%的硫酸。
[0巧3] 表1
[0294]
[0W5] 如从表1可W看出的，相比于未经处理的碳纸的累送性能，经酸处理的碳纸具有较 高的累送性能。此外，还发现，累的流率和电流流动根据用于氧化碳纸的条件不同而变化。 良P，通过在各种条件下氧化碳纸，作为电极的碳纸的性能可W得到改善。
[0296] 本发明示例性实施方式的上述描述被提供W用于说明的目的，并且本领域技术人 员应当理解，在不改变示例性实施方式的技术构思和基本特征的情况下，可W作出多种变 化和修改方案。因此，清楚的是，上述示例性实施方式在所有方面都是说明性的，并且不限 制本发明。例如，被描述为单一类型的各部件可W W分布式的方式来实现。同样，被描述为 分布式的部件可WW组合的方式来实现。
[0297] 本发明构思的范围由下面的权利要求和等同方案限定，而不是由说明性的实施方 式的详细描述限定。应当理解的是，从权利要求和其等同方案的意思和范围构思的所有修 改方案和实施方式都包括在本发明的范围内。
【主权项】
1. 一种电渗栗，其包括： 让流体能移动穿过的膜；以及 分别设置在所述膜的相反的两侧的第一电极和第二电极，所述第一电极和所述第二电 极中的每一个都是由多孔材料制成或具有多孔结构，以使得流体能移动穿过， 其中，所述第一电极和所述第二电极中的每一个包含导电性聚合物，在该导电性聚合 物中包含阴离子性聚合物，并且 当阳离子按一定方向移动时，所述第一电极和所述第二电极的电化学反应发生，由此 建立电荷平衡。2. 根据权利要求1所述的电渗栗， 其中，所述导电性聚合物是通过在含有所述阴离子性聚合物的溶液中的单体的聚合而 形成的。3. 根据权利要求1所述的电渗栗， 其中，所述阳离子因所述流体的离解而存在于所述流体中。4. 根据权利要求1所述的电渗栗， 其中，所述第一电极和所述第二电极中的一个通过所述电化学反应产生阳离子，而所 述第一电极和所述第二电极中的另一个通过所述电化学反应消耗所述阳离子。5. 根据权利要求4所述的电渗栗， 其中，所述阳离子包括一价阳离子。6. 根据权利要求5所述的电渗栗， 其中，所述阳离子包括氢离子(H+)。7. 根据权利要求1所述的电渗栗， 其中，所述导电性聚合物包括选自由聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚硫堇、醌聚合物、它们 的衍生物、以及它们的组合组成的组中的一者。8. 根据权利要求1所述的电渗栗， 其中，所述阴离子性聚合物包括选自由聚苯乙烯磺酸盐、SPEEK(磺化聚醚醚酮）、聚丙 烯酸盐、聚乙烯磷酸盐、多金属氧酸盐、全氟化离子交换树脂、它们的衍生物，以及它们的组 合构成的组中的一者，9. 根据权利要求1所述的电渗栗， 其中，所述第一电极和所述第二电极中的每一个均包括碳纳米结构。10. 根据权利要求9所述的电渗栗， 其中，所述碳纳米结构包括碳纳米管(CNT)、石墨稀、碳纳米颗粒、富勒稀、和石墨中的 一种或多种。11. 根据权利要求1-10中任一项所述的电渗栗， 其中，所述导电性聚合物引起可逆电化学反应。12. 根据权利要求11所述的电渗栗， 其中，通过供给电压到所述第一电极和所述第二电极中的每一个同时交替地反转所述 电压的极性而允许所述电化学反应能在正向方向和反向方向上反复发生，从而通过所述流 体的反复的往复运动产生栗送力。13. 根据权利要求12所述的电渗栗， 其中通过在所述正向方向和所述反向方向上反复发生的所述电化学反应而使所述第 一电极和所述第二电极中的每一个反复地消耗和再生。14. 根据权利要求12所述的电渗栗，其还包括： 电源单元，其被配置成供给电压到所述第一电极和所述第二电极中的每一个同时交替 地反转所述电压的极性。15. 根据权利要求14所述的电渗栗， 其中，所述电源单元包括： 直流电源单元，其被配置成提供直流电压给所述第一电极和所述第二电极中的每一 个；以及 电压方向切换装置，其被配置成以预定的时间间隔交替地反转被提供给所述第一电极 和所述第二电极中的每一个的直流电压的极性。16. -种流体栗送系统，其包括： 根据权利要求1所述的电渗栗；以及 设置在所述电渗栗的至少一个端部并且被配置成将所述流体与传送目标流体隔开的 分离构件。17. 根据权利要求16所述的流体栗送系统， 其中，所述导电性聚合物引起可逆电化学反应。18. 根据权利要求17所述的流体栗送系统， 通过供给电压到所述第一电极和所述第二电极中的每一个同时交替地反转所述电压 的极性而允许所述电化学反应能在正向方向和反向方向上反复发生，从而通过所述流体的 反复的往复运动产生栗送力。19. 根据权利要求18所述的流体栗送系统， 其中通过在所述正向方向和所述反向方向上反复发生的所述电化学反应而使所述第 一电极和所述第二电极中的每一个反复地消耗和再生。20. 根据权利要求18所述的流体栗送系统， 其中所述电渗栗被配置成通过所述分离构件反复地传递吸引力和排斥力到所述传送 目标流体而产生所述栗送力。21. 根据权利要求20所述的流体栗送系统，其还包括： 传送管线，其被配置为提供路径，通过该路径，所述传送目标流体通过从所述电渗栗接 收的所述栗送力传送。22. 根据权利要求21所述的流体栗送系统，其还包括： 分别被设置在所述传送管线的两端并被配置成允许或阻止所述传送目标流体的流动 的第一打开/关闭构件和第二打开/关闭构件；以及 栗送管线，其是从所述第一打开/关闭构件和所述第二打开/关闭构件之间的所述传送 管线的一部分分支出来的，并被连接到所述电渗栗，且被配置成传递所述栗送力到所述传 送管线。23. 根据权利要求22所述的流体栗送系统， 其中，所述第一打开/关闭构件和所述第二打开/关闭构件的打开和关闭以相反的方式 进行。24. 根据权利要求23所述的流体栗送系统， 其中，如果所述吸引力被传递到所述传送目标流体，则所述第一打开/关闭构件打开， 而所述第二打开/关闭构件关闭。25. 根据权利要求23所述的流体栗送系统， 其中，如果所述排斥力被传递到所述传送目标流体，则所述第一打开/关闭构件关闭， 而所述第二打开/关闭构件打开。26. -种电渗栗，其包括： 让流体能移动穿过的膜；以及 分别设置在所述膜的相反的两侧的第一电极和第二电极，并且所述第一电极和所述第 二电极中的每一个都是由多孔材料制成或具有多孔结构，以使得流体能移动穿过， 其中，所述第一电极和所述第二电极中的每一个仅由多孔碳制成，并且 所述第一电极和所述第二电极的电化学反应通过所述多孔碳本身的电化学反应发生。27. 根据权利要求26所述的电渗栗， 其中所述多孔碳是通过氧化反应进行酸处理(氧化），使得在其表面上存在氧化物质。28. 根据权利要求27所述的电渗栗， 其中所述氧化反应通过等离子体处理来实施。29. 根据权利要求27所述的电渗栗， 其中所述氧化反应通过使用酸性溶液的工艺来实施。30. 根据权利要求29所述的电渗栗， 其中，所述酸性溶液含有硝酸和硫酸中的至少一种。31. 根据权利要求26至30中的任一项所述的电渗栗， 其中，所述多孔碳引起可逆电化学反应。32. 根据权利要求31所述的电渗栗， 通过供给电压到所述第一电极和所述第二电极中的每一个同时交替地反转所述电压 的极性而允许所述电化学反应能在正向方向和反向方向上反复发生，从而通过所述流体的 反复的往复运动产生栗送力。33. 根据权利要求32所述的电渗栗， 其中通过在所述正向方向和所述反向方向上反复发生的所述电化学反应而使所述第 一电极和所述第二电极中的每一个反复地消耗和再生。34. 根据权利要求32所述的电渗栗，其还包括： 电源单元，其被配置成供给电压到所述第一电极和所述第二电极中的每一个同时交替 地反转所述电压的极性。35. 根据权利要求34所述的电渗栗， 其中，所述电源单元包括： 直流电源单元，其被配置成提供直流电压给所述第一电极和所述第二电极中的每一 个；以及 电压方向切换装置，其被配置成以预定的时间间隔反转被提供给所述第一电极和所述 第二电极中的每一个的所述直流电压的极性。36. 根据权利要求26所述的电渗栗， 其中，随着阳离子沿一定的方向移动，所述多孔碳的电化学反应发生，由此建立所述第 一电极和所述第二电极的电荷平衡。37. 根据权利要求36所述的电渗栗， 其中，所述阳离子是氢离子(H+)。38. -种流体栗送系统，其包括： 根据权利要求26所述的电渗栗；以及 设置在所述电渗栗的至少一个端部并且被配置成将所述流体与传送目标流体隔开的 分离构件。39. 根据权利要求38所述的流体栗送系统， 其中，所述多孔碳引起可逆电化学反应。40. 根据权利要求39所述的流体栗送系统， 其中所述电渗栗被配置成通过供给电压到所述第一电极和所述第二电极中的每一个 同时交替地反转所述电压的极性而允许所述电化学反应能在正向方向和反向方向上反复 发生，从而通过所述流体的反复的往复运动产生所述栗送力。41. 根据权利要求40所述的流体栗送系统， 其中通过在所述正向方向和所述反向方向上反复发生的所述电化学反应而使所述第 一电极和所述第二电极中的每一个反复地消耗和再生。42. 根据权利要求40所述的流体栗送系统， 其中所述电渗栗被配置成通过所述分离构件反复地传递吸引力和排斥力到所述传送 目标流体而产生所述栗送力。43. 根据权利要求42所述的流体栗送系统，其还包括： 传送管线，其被配置为提供路径，通过该路径，所述传送目标流体通过从所述电渗栗接 收的所述栗送力传送。44. 根据权利要求43所述的流体栗送系统，其还包括： 分别被设置在所述传送管线的两端并被配置成允许或阻止所述传送目标流体的流动 的第一打开/关闭构件和第二打开/关闭构件；以及 栗送管线，其是从所述第一打开/关闭构件和所述第二打开/关闭构件之间的所述传送 管线的一部分分支出来的，并被连接到所述电渗栗，且被配置成传递所述栗送力到所述传 送管线。45. 根据权利要求44所述的流体栗送系统， 其中，所述第一打开/关闭构件和所述第二打开/关闭构件的打开和关闭以相反的方式 进行。46. 根据权利要求45所述的流体栗送系统， 其中，如果所述吸引力被传递到所述传送目标流体，则所述第一打开/关闭构件打开， 而所述第二打开/关闭构件关闭。47. 根据权利要求45所述的流体栗送系统， 其中，如果所述排斥力被传递到所述传送目标流体，则所述第一打开/关闭构件关闭， 而所述第二打开/关闭构件打开。
【专利摘要】本发明涉及一种电渗泵。该电渗泵包括：允许流体移动的膜；设置在膜的相反的两侧并且由多孔材料制成或具有多孔结构以使流体能移动的第一电极和第二电极，其中第一电极和第二电极包含导电性聚合物，在该导电性聚合物混合有阴离子聚合物或仅由多孔碳构成，并且其中由于阳离子的移动或多孔碳本身的电化学反应而在所述第一电极和第二电极发生电化学反应。
【IPC分类】F04B19/00, A61M5/142, G01N27/447
【公开号】CN105612350
【申请号】CN201480047369
【发明人】申运燮, 朱恩花
【申请人】西江大学校产学协力团
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2014年8月26日
【公告号】US20160177931, WO2015030466A1