一种银/氯化银参比电极及其制作方法技术

本发明专利技术公开了一种银/氯化银参比电极及其制作方法。本发明专利技术的银/氯化银参比电极，其包含电极套管、复合金属丝电极(2)和参比盐(3)；其中，所述的电极套管包含连在一起的电极壳体(1)和盐桥(4)，所述的盐桥(4)的材质为硼硅酸盐玻璃，所述的银/氯化银参比电极为全密闭；所述的复合金属丝电极(2)包含依次相连的A段、B段、C段和D段。所述的银/氯化银参比电极的制作方法包括灌盐和密封。本发明专利技术的参比电极制作简单、价格便宜、重现性好、稳定性好、可逆性好、电极响应信号快、易于储存、不会对研究体系造成污染，尤其适合工业化生产。本发明专利技术的参比电极适用于350～650℃的氯化物混合熔融盐体系的电化学性质的研究。

【技术实现步骤摘要】
一种银/氯化银参比电极及其制作方法
本专利技术具体地涉及一种银/氯化银参比电极及其制作方法。
技术介绍
在电化学研究和工业生产中高温熔融盐体系都是一个重要的领域。在氯化物混合熔融盐体系中，如LiCl-KCl、LiCl-NaCl、LiCl-CaCl2和NaCl-MgCl2等体系中，对它们的电化学性质的研究越来越受到人们的关注。在电化学性质的研究中，尤其是各种电化学参数的测量中，三电极体系因其操作方便，所得数据可信度高而备受青睐。这些三电极体系中，由于高温熔融盐体系温度高、挥发性强等难题的存在，目前尚无通用的参比电极。主要采用的参比电极有气体参比电极、金属参比电极、银/氯化银电极或者直接将金属铂或石墨插入熔融盐中的假参比电极。这些参比电极有的制作复杂，有的电位稳定时间短，有的重现性差，有的在使用前达到稳定状态的时间长，有的甚至污染研究体系，因而均不便于使用。因此，一支稳定性强、重现性好且使用寿命长的参比电极对于高温氯化物混合熔融盐体系的电化学性质的研究起着至关重要的作用。目前在氯化物体系的电化学性质研究中，银/氯化银电对由于具有良好的稳定性和重现性而常常被用来作为参比电极的电对使用。但是在高温体系中，银电极容易被氧化，氯化银存在一定的挥发损耗，这些都将大大降低参比电极的稳定性和重现性。因此解决这两个问题对于银/氯化银参比电极在高温氯化物混合熔融盐体系电化学性质的研究中的应用非常有意义。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是为了克服银/氯化银参比电极在高温氯化物混合熔融盐体系中使用时因银电极被氧化以及氯化银的挥发损耗所造成的参比电极稳定性和重现性的降低，而提供了一种含有复合金属丝电极结构的银/氯化银参比电极。本专利技术从众多金属中筛选出一种复合金属丝做电极，从多种盐桥中筛选出硼硅酸盐玻璃做盐桥，而且本专利技术的参比电极制作简单、价格便宜、重现性好、稳定性好、可逆性好、电极响应信号快、易于储存、不会对研究体系造成污染，尤其适合工业化生产。本专利技术的参比电极适用于350～650℃的氯化物混合熔融盐体系的电化学性质的研究。本专利技术提供了一种银/氯化银参比电极，其包含电极套管、复合金属丝电极和参比盐；其中，所述的电极套管包含连在一起的电极壳体和盐桥，所述的盐桥的材质为硼硅酸盐玻璃，所述的银/氯化银参比电极为全密闭；所述的盐桥的壁厚为0.2mm～3mm；所述的复合金属丝电极包含依次相连的A段、B段、C段和D段；所述的A段的材质为银，所述的B段和所述的D段的材质各自独立地为镍、铁或铬中的一种或多种，所述的C段的材质为钨和/或钼；所述的A段的末端位于参比盐中，所述的B段不接触到参比盐；所述的C段至少有一部分与电极壳体以烧结熔融的方式粘结在一起，起到封闭参比电极的作用；所述的参比盐为含有氯化银和其他氯化物的混合盐；所述的参比电极的内部为真空或充满了保护性气体。所述的电极套管的长度优选4cm～20cm，更优选4～10cm，最优选为6cm。所述的盐桥优选中空的结构，所述的中空的结构优选球状、半球状或椭球状。所述的盐桥的壁厚优选0.5mm～1mm。所述的电极壳体的壁厚优选0.5mm～2mm。所述的电极壳体的内径优选3mm～5mm。所述的电极壳体的长度优选占所述的电极套管的长度的80％～95％，更优选占所述的电极套管的长度的80％～91.7％。所述的电极壳体的材质优选硼硅酸盐玻璃。所述的电极壳体的形状优选管状，更优选空心圆管状。所述的A段、B段、C段和D段的形状各自独立地优选丝状、块状、和螺旋状中的一种或多种，更优选丝状。所述的丝状优选圆柱形丝状，所述的圆柱形的直径优选0.1mm～2mm，更优选0.5mm～1.5mm，最优选0.8mm～1.2mm。所述的B段和C段的长度各自独立地优选大于5mm，更优选大于或等于1cm。所述的A段和D段的长度各自独立地优选大于1cm，更优选大于或等于4cm。所述的B段优选不接触到电极套管。所述的C段优选其没有暴露在电极壳体的外表面以外。所述的D段优选与电极壳体接触。当所述的D段与电极壳体接触时，接触部分的长度优选0mm～2mm，更优选0.5～1mm。所述的复合金属丝电极的位置优选位于参比电极的对称轴上。所述的复合金属丝电极由于主要起到导电作用，对其上各段金属的纯度没有特别的要求，一般为本领域常规的纯度，可以导电即可。所述的其他氯化物可为除了氯化银以外的本领域各种常规氯化物，优选含有氯化锂、氯化钠、氯化钾、氯化镁、氯化钙和氯化钡中的两种或两种以上的氯化物。更优选为氯化锂和氯化钾的组合，或者，氯化锂和氯化钡的组合，或者氯化钠和氯化镁的组合。当所述的他氯化物为氯化锂和氯化钾的组合时，所述的氯化锂：所述的氯化钾：所述的氯化银的摩尔比优选59：41：5。当所述的他氯化物为氯化锂和氯化钡的组合时，所述的氯化锂：所述的氯化钡：所述的氯化银的摩尔比优选67：28：5。当所述的他氯化物为氯化钠和氯化镁的组合时，所述的氯化钠：所述的氯化镁：所述的氯化银的摩尔比优选57：38：5。所述的氯化银的用量优选2％～10％，更优选4％～6％，百分比为氯化银的摩尔数相对于混合盐中氯化物的总的摩尔数的百分比。所述的其他氯化物，其种类及它们之间的物质的量的比例一般是与参比电极所要研究的熔融盐体系中的氯化物的种类和物质的量的比例相一致。所述的参比盐在常温时的粒径优选100～200目。所述的参比盐的用量为本领域所用的常规用量，优选参比盐在常温下的体积占盐桥在常温下的容量的60％～80％。所述的常温为本领域常规的室温的温度，优选20℃～30℃。所述的A段的末端位于参比盐中的那部分的长度优选当参比盐为熔融液体状态且当参比电极的电极壳体竖直放置时，这部分的长度为参比盐熔融液体深度的50％～80％。当所述的参比电极的内部为充满了保护性气体时，所述的保护性气体为本领域常规的不与金属和玻璃发生反应的气体，优选惰性气体或氮气。所述的惰性气体优选氦气和/或氩气。当所述的参比电极的内部为真空时，所述的真空的真空度优选所述的电极套管内的气压为小于或等于0.095MPa。本专利技术还提供了一种制作所述的银/氯化银参比电极的制作方法，其包含以下步骤：1)取包含了连在一起的电极壳体和硼硅酸盐玻璃材质的盐桥的管，且盐桥那端为封闭端，电极壳体那端为未封闭端；将干燥的参比盐置于盐桥内部，将复合金属丝电极的A端末端插入到参比盐里；2)将管内抽真空或充入保护性气体，并在真空下或保护性气体环境中使C段至少有一部分与电极壳体以烧结熔融的方式粘结在一起，使电极套管由未封闭状态变为封闭状态，即可。较佳的，所述的步骤1)在结束后，在所述的步骤2)进行前，还将所述的参比盐进行熔融。所述的包含了连在一起的电极壳体和硼硅酸盐玻璃材质的盐桥的管优选是洗涤干净的且干燥的。所述的洗涤的方法优选超声洗涤。所述的干燥的方法优选烘干。所述的干燥的参比盐，其干燥的方法优选减压干燥。所述的减压干燥的温度优选100℃～400℃。所述的减压干燥的时间优选大于0.5小时。所述的将干燥的参比盐置于硼硅酸盐玻璃材质的盐桥内部，在进行前，优选先将参比盐进行研磨。所述的复合金属丝电极的各段金属间的连接方法可为本领域常规方法，优选用焊接的方法，更优选电阻焊焊接方法。所述的电阻焊焊接方法中，通电时间优选8-30周波，更优选15周本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种银/氯化银参比电极，其特征在于，其包含电极套管、复合金属丝电极和参比盐；其中，所述的电极套管包含连在一起的电极壳体和盐桥，所述的盐桥的材质为硼硅酸盐玻璃，所述的银/氯化银参比电极为全密闭；所述的盐桥的壁厚为0.2mm～3mm；所述的复合金属丝电极包含依次相连的A段、B段、C段和D段；所述的A段的材质为银，所述的B段和所述的D段的材质各自独立地为镍、铁或铬中的一种或多种，所述的C段的材质为钨和/或钼；所述的A段的末端位于参比盐中，所述的B段不接触到参比盐；所述的C段至少有一部分与电极壳体以烧结熔融的方式粘结在一起，起到封闭参比电极的作用；所述的参比盐为含有氯化银和其他氯化物的混合盐；所述的参比电极的内部为真空或充满了保护性气体。

【技术特征摘要】
1.一种银/氯化银参比电极，其特征在于，其包含电极套管、复合金属丝电极和参比盐；其中，所述的电极套管包含连在一起的电极壳体和盐桥，所述的盐桥的材质为硼硅酸盐玻璃，所述的银/氯化银参比电极为全密闭；所述的盐桥的壁厚为0.2mm～3mm；所述的复合金属丝电极包含依次相连的A段、B段、C段和D段；所述的A段的材质为银，所述的B段和所述的D段的材质各自独立地为镍、铁或铬中的一种或多种，所述的C段的材质为钨和/或钼；所述的A段的末端位于参比盐中，所述的B段不接触到参比盐；所述的C段至少有一部分与电极壳体以烧结熔融的方式粘结在一起，起到封闭参比电极的作用；所述的参比盐为含有氯化银和其他氯化物的混合盐；所述的参比电极的内部为真空或充满了保护性气体；所述的B段为不接触到电极套管；所述的C段没有暴露在电极壳体的外表面以外；所述的D段与电极壳体接触；所述的复合金属丝电极的各段金属间的连接方法为电阻焊焊接方法。2.如权利要求1所述的银/氯化银参比电极，其特征在于，所述的电极套管的长度为4cm～20cm；所述的盐桥为中空的结构；所述的盐桥的壁厚为0.5mm～1mm；所述的电极壳体的壁厚为0.5mm～2mm；所述的电极壳体的内径为3mm～5mm；所述的电极壳体的长度为占所述的电极套管的长度的80％～95％；所述的电极壳体的材质为硼硅酸盐玻璃；所述的电极壳体的形状为管状；所述的A段、B段、C段和D段的形状各自独立地为丝状、块状、和螺旋状中的一种或多种；所述的B段和C段的长度各自独立地为大于5mm；所述的A段和D段的长度各自独立地为大于1cm；所述的复合金属丝电极的位置位于参比电极的对称轴上；所述的其他氯化物为含有氯化锂、氯化钠、氯化钾、氯化镁、氯化钙和氯化钡中的两种或两种以上的氯化物；所述的氯化银的用量为2％～10％，百分比为氯化银的摩尔数相对于混合盐中氯化物的总的摩尔数的百分比；所述的参比盐在常温时的粒径为100～200目；所述的参比盐的用量为参比盐在常温下的体积占盐桥在常温下的容量的60％～80％；所述的A段的末端位于参比盐中的那部分的长度为当参比盐为熔融液体状态且当参比电极的电极壳体竖直放置时，这部分的长度为参比盐熔融液体深度的50％～80％；当所述的参比电极的内部为充满了保护性气体时，所述的保护性气体为惰性气体或氮气；当所述的参比电极的内部为真空时，所述的真空的真空度为所述的电极套管内的气压为小于或等于0.095MPa。3.如权利要求2所述的银/氯化银参比电极，其特征在于，所述的电极套管的长度为4～10cm；所述的中空的结构为球状、半球状或椭球状；所述的电极壳体的长度为占所述的电极套管的长度的80％～91.7％；所述的电极壳体的形状为空心圆管状；所述的A段、B段、C段和D段的形状各自独立地为丝状；所述的B段和C段的长...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱铁建，郑海洋，张国欣，黄卫，龙德武，李晴暖，
申请(专利权)人：中国科学院上海应用物理研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31