一种铱/氧化铱pH电极稳定性的改进方法技术

技术编号:15434602 阅读:281 留言:0更新日期:2017-05-25 17:51
本发明专利技术公开了一种铱/氧化铱 pH电极稳定性的改进方法,通过循环热氧化法制备铱/氧化铱 pH电极,并在该电极在温度100~250℃、填充度35%~85%的水热环境下保温处理3~48h;经过处理后的电极具有灵敏度高、响应快、重现性好、滞后性小等优点。有效地改善了长期以来铱/氧化铱电极所存在的水化时间久、效率低、稳定性差等问题。经本发明专利技术改进的电极可以在25~150℃下使用,具有较高的使用温度范围。

An improved method for the stability of iridium / iridium pH electrode

The invention discloses a method for improving iridium / iridium oxide electrode pH stability, preparation of iridium / iridium oxide pH electrode by cyclic thermal oxidation method, and heat treatment of 3~48h in water filled in the thermal environment of the electrode temperature 100~250, 35%~85%; after treated electrodes have high sensitivity, fast response, good reproducibility, backward advantages. It has effectively improved the long time, low efficiency and poor stability of iridium / iridium electrode for a long time. The improved electrode can be used at 25~150 DEG C and has a high temperature range.

【技术实现步骤摘要】
一种铱/氧化铱pH电极稳定性的改进方法
本专利技术涉及传感器分析测试
,尤其涉及一种铱/氧化铱pH电极稳定性的改进方法。
技术介绍
作为全固态电极中的一种,金属氧化物电极因其机械性能好,制作方便,轻巧便于携带等特点,而广受关注。作为铂系金属中的一员,金属铱以其较好的化学惰性,受氧化还原性离子的影响较小,因而成为最有应用前景的金属/金属氧化物pH电极的金属材料之一。常见的制备铱/氧化铱pH电极的方法有电化学循环伏安法、电沉积法、溅射法和热氧化法等。其中,热氧化法以其制备工艺简单,成本低,便于批量化生产等优点而被广泛使用。但热氧化法制备的电极,其表面氧化膜是干膜,有的甚至出现泥土状裂纹,表面应力和缺陷是金属氧化中常见的现象,因而,在实际应用中需要进行长时间的水化处理。水化使得氧化物晶体发生再生长,并逐渐减小由应力和缺陷所带来的影响,从而达到改善电极性能的效果。所以水化在电极制备过程中虽然是最后一步但同时也是关乎电极性能的比较关键的一步。传统的水化过程是将电极在常温下浸没在水中,但是该方法水化周期相对比较长,在短期内水化程度不充分,电极电势漂移现象严重,多次测试重现性较差,因而大大限制了它在实际中的应用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种铱/氧化铱pH电极稳定性的改进方法,改进后的电极电势漂移现象减小,电极稳定性明显得到改善;该电极不仅应用于常温pH测试中,同时在一定范围的高温环境下仍然适用。实现本专利技术目的的具体技术方案是:一种铱/氧化铱pH电极稳定性的改进方法,该方法包括以下具体步骤:步骤1:将一段1~3cm长的铱丝,用砂纸打磨光亮后,分别在1~3MHCl、丙酮和超纯水中超声清洗;随后,把该铱丝浸没在1~10MNaOH溶液中连续煮沸0.5~3h;在马弗炉中2~5℃/min程序升温到500~900℃,恒温30min;重复上述浸涂-氧化过程2~3次;将其中一端刮去长约1∼2mm的氧化膜,焊接铂丝,引出欧姆电位,并在焊接处涂覆绝缘树脂,得到铱/氧化铱pH电极;步骤2:将步骤1制备出的铱/氧化铱pH电极放在聚四氟乙烯内衬的反应釜中,向其中添加纯水,保持反应釜内填充度为30∼80%,在100∼250℃下将上述电极水热水化处理3∼48h;处理后得到的铱/氧化铱pH电极,在一个多月的连续测试中,其拟合工作曲线几乎都重合在一起,电势漂移在±5mv,具有响应快(<0.3s),灵敏度高(70.5±0.3mv/pH),重现性好(13次)、滞后性小,稳定性高特点;可以在25~150℃温度范围内稳定使用,而且测试灵敏度(1.44mv/T)与理论能斯特值(1.39mv/T)比较吻合。本专利技术的有益效果:本专利技术将循环热氧化制备的电极通过高温水热水化法来加速电极水化,使电极在较短的时间内达到一定的水化程度,从而来改善电极漂移现象,稳定电极性能。经过处理后的电极在电势稳定性、重现性和灵敏度等方面均有明显增强,电势漂移现象也明显得到改善,有效地改进了铱/氧化铱pH长期以来存在的电势漂移的问题。而且,经过本专利技术处理过的电极具有较好的热稳定性,在25~150℃范围内仍然符合能斯特响应,因而处理后的电极可以在较宽的温度范围内使用。附图说明图1为本专利技术实施例1制备的铱/氧化铱pH电极的示意图;图2为本专利技术实施例4处理后的电极在标准pH缓冲溶液中,37天内重复性测试拟合的工作曲线图;图3为本专利技术实施例4处理后的电极在标准pH缓冲溶液中的时间-电势曲线图;图4为本专利技术实施例4处理后的电极在不同测试温度下的温度-电势曲线图;图5为本专利技术对比例处理后的电极在标准pH缓冲溶液中,37天内重复性测试拟合的工作曲线图。具体实施方式实施例1(1)将一段长约2cm的铱丝,用砂纸打磨光亮后,分别在3MHCl、丙酮和超纯水中各超声30min清洗干净。然后将该铱丝浸没在5MNaOH溶液中煮沸1h。在马弗炉中5℃/min程序升温到800℃,恒温30min。重复浸涂-氧化过程2次。将其中一端刮去长约1∼2mm的氧化膜,并焊接铂丝,引出欧姆电位,并在焊接处涂覆绝缘树脂,得到铱/氧化铱pH电极;其结构如图1所示,图中,氧化铱,1;金属铱基体2;铂丝3;绝缘涂层4;(2)将(1)中所制得的到铱/氧化铱pH电极放在聚四氟乙烯内衬中,向其中添加超纯水,保持反应釜内填充度为50%,在100℃下将所述电极水热水化12h,得到经处理的铱/氧化铱pH电极。实施例2(1)将一段长约2cm的铱丝,用砂纸打磨光亮后,分别在3MHCl、丙酮和超纯水中各超声30min清洗干净。然后将该铱丝浸没在5MNaOH溶液中煮沸1h。在马弗炉中5℃/min程序升温到800℃,恒温30min。重复浸涂-氧化过程2次。将其中一端刮去长约1∼2mm的氧化膜,并焊接铂丝,引出欧姆电位,并在焊接处涂覆绝缘树脂,得到铱/氧化铱pH电极;(2)将(1)中所制得的到铱/氧化铱pH电极放在聚四氟乙烯内衬中,向其中添加超纯水,保持反应釜内填充度为50%,在100℃下将所述电极水热水化24h;得到经处理的铱/氧化铱pH电极。实施例3(1)将一段长约2cm的铱丝,用砂纸打磨光亮后,分别在3MHCl、丙酮和超纯水中各超声30min清洗干净。然后将该铱丝浸没在5MNaOH溶液中煮沸1h。在马弗炉中5℃/min程序升温到800℃,恒温30min。重复浸涂-氧化过程2次。将其中一端刮去长约1∼2mm的氧化膜,并焊接铂丝,引出欧姆电位,并在焊接处涂覆绝缘树脂,得到铱/氧化铱pH电极;(2)将(1)中所制得的铱/氧化铱pH电极放在聚四氟乙烯内衬中,向其中添加超纯水,保持反应釜内填充度为80%,在220℃下将所述电极水热水化12h;得到经处理的铱/氧化铱pH电极。实施例4(1)将一段长约2cm的铱丝,用砂纸打磨光亮后,分别在3MHCl、丙酮和超纯水中各超声30min清洗干净。然后将该铱丝浸没在5MNaOH溶液中煮沸1h。在马弗炉中5℃/min程序升温到800℃,恒温30min。重复浸涂-氧化过程2次。将其中一端刮去长约1∼2mm的氧化膜,并焊接铂丝,引出欧姆电位,并在焊接处涂覆绝缘树脂,得到铱/氧化铱pH电极;(2)将(1)中所制得的铱/氧化铱pH电极放在聚四氟乙烯内衬中,向其中添加超纯水,保持反应釜内填充度为80%,在220℃下将上述电极水热水化24h;得到经处理的铱/氧化铱pH电极。本实施例处理后的电极在pH值分别为1.68、4.00、6.86、9.18、10.01和12.47的标准缓冲溶液中,37天内重复性测试拟合的工作曲线图(商用饱和Ag/AgCl电极为参比电极,数据每三天采集一次),见图2所示;从图2中可以看出,经过水热水化处理后得到电极,其拟合方程为E=-(70.5±0.3)pH+(800.5±5),线性拟合度较高(R2⩾0.998)。13次的重复性测试工作曲线基本重合在一起,电势漂移为±5mv,充分说明了处理后的电极稳定性好,重现性较高。同时其斜率为70.5±0.3mv/pH也表明,水热水化处理的电极具有较高的灵敏度。因此,该水热水化处理法不仅能明显改善电极电势漂移现象,稳定电极性能,而且还能提高电极的灵敏度。本实施例处理后的电极在pH值分别为1.68、4.00、6.86、9.18、10.01和12.47的标准缓冲溶液本文档来自技高网...
一种铱/氧化铱pH电极稳定性的改进方法

【技术保护点】
一种铱/氧化铱 pH电极稳定性的改进方法,其特征在于:该方法包括以下具体步骤:步骤1:将一段1~3cm长的铱丝,用砂纸打磨光亮后,分别在1~3M HCl、丙酮和超纯水中超声清洗;随后,把该铱丝浸没在1~10M NaOH溶液中连续煮沸0.5~3h;在马弗炉中2~5℃/min 程序升温到500~900℃,恒温30 min;重复上述浸涂‑氧化过程2~3次;将其中一端刮去长约1∼2mm的氧化膜,焊接铂丝,引出欧姆电位,并在焊接处涂覆绝缘树脂,得到铱/氧化铱 pH电极;步骤2:将步骤1制备出的铱/氧化铱 pH电极放在聚四氟乙烯内衬的反应釜中,向其中添加纯水,保持反应釜内填充度为30∼80%,在100∼250℃下将上述电极水热水化处理3∼48h;得到改进的铱/氧化铱 pH电极。

【技术特征摘要】
1.一种铱/氧化铱pH电极稳定性的改进方法,其特征在于:该方法包括以下具体步骤:步骤1:将一段1~3cm长的铱丝,用砂纸打磨光亮后,分别在1~3MHCl、丙酮和超纯水中超声清洗;随后,把该铱丝浸没在1~10MNaOH溶液中连续煮沸0.5~3h;在马弗炉中2~5℃/min程序升温到500~900℃,恒温30min;重复上述浸涂-氧...

【专利技术属性】
技术研发人员:李强王丹丹郑慧萍郑晓虹杜元生
申请(专利权)人:华东师范大学
类型:发明
国别省市:上海,31

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