一种PVC膜Ce（Ⅳ）离子选择性电极及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种PVC膜Ce(Ⅳ)离子选择性电极及其制备方法和应用，所述电极包括如下结构：PVC活性膜置于PVC电极管的一端，PVC电极管内添加内参比溶液，Ag/AgCl电极插入内参比溶液内作为内参比电极，PVC电极管的另一端由连接有导线的电极帽封盖。本发明专利技术还公开了上述电极的制备方法及应用，活化后的Ce(Ⅳ)离子选择性电极与饱和甘汞电极组成电化学电池，根据E‑lgC工作曲线从而测得待测溶液中Ce(Ⅳ)离子浓度。本发明专利技术具有选择性好、灵敏度高、检测速度快、结果准确、稳定性好、测量浓度范围广、操作方法简单等特点。

PVC film, Ce (IV) ion selective electrode, preparation method and application thereof

The invention provides a PVC film of Ce (IV) ion selective electrode and preparation method and application thereof, wherein the electrode comprises the following structure: the end of the activity of PVC in PVC membrane electrode tube, PVC tube electrode is added in the internal reference solution, Ag/AgCl electrode is inserted into the internal reference solution as internal reference electrode, PVC electrode tube on the other one end is connected with an electrode cap sealing wire. The present invention also discloses the electrode preparation method and application of activated Ce (IV) ion selective electrode and saturated calomel electrode electrochemical cell, according to the E lgC work curve and measured Ce in solution to be measured (IV) ion concentration. The invention has the advantages of good selectivity, high sensitivity, fast detection speed, accurate result, good stability, wide measuring range of concentration, simple operation method, etc..

【技术实现步骤摘要】
一种PVC膜Ce(Ⅳ)离子选择性电极及其制备方法和应用
本专利技术属于稀土电极制备
，尤其涉及一种PVC(聚氯乙烯)膜Ce(Ⅳ)离子选择性电极，PVC膜Ce(Ⅳ)离子选择性电极的制备方法及利用PVC膜Ce(Ⅳ)离子选择性电极测定酸性溶液中Ce(Ⅳ)的使用方法。
技术介绍
稀土是指在元素周期表中原子序数从57到71的15个镧系元素以及与镧系的元素电子结构和化学性质相似的钪(Sc)和钇(Y)共17种元素的简称。铈是稀土族中自然丰度最高的元素，铈及其化合物可用作玻璃脱色剂、澄清剂、着色剂和研磨抛光机，以铈为主的混合稀土金属可用于稀土处理钢、稀土电工铝和稀土铸造镁合金等金属材料，铈还可被用作优良的环保材料。铈有正三和正四两种价态，这种离子价态的差异性会扩大化学性质的差异性，在混合稀土中，往往需要利用这种差异，使铈以四价形式存在，从而与其他三价稀土分离。四价铈离子极易水解，在pH为0.7～1.0时便开始沉淀为氢氧化铈，因此，四价铈离子只能稳定存在于强酸性溶液中。目前，对于酸性溶液中Ce(Ⅳ)浓度的测定主要有分光光度法、中子活化分析法、电感耦合离子体原子发射光谱法、氧化还原滴定法等。分光光度法、中子活化分析法等对实验室和仪器要求高，过程繁琐，费时，价格昂贵，不易在小型试验室普及应用。氧化还原滴定法是实验室应用较多的浓度分析方法，是将已知准确浓度溶液滴加到待测离子溶液中，借助于指示剂颜色的变化来检测终点。该方法人为误差较大，灵敏度不高，耗费时间长，试剂多，并且待测液中存在许多杂质离子会干扰铈离子的测定。因此，开发Ce(Ⅳ)的测定新方法就显得十分必要。电化学测定法是依据被测物质溶液所呈现的电学和电化学性质及其变化而建立起来的分析方法，具有简便、准确、实时、能自动化连续监测的优点，且测定过程中不会破坏，是近年来迅速发展的一种快速分析方法。其中，离子选择性电极法又称直接电位分析法，是利用离子选择性电极(又叫膜电极)把被测离子的活度表现为电极电位，当离子强度一定时，活度可转换为浓度。离子选择性电极是一类电化学传感器，其电极电位与溶液中相应离子的活度的对数值呈线性关系，符合能斯特方程。该方法具有快速、灵敏、设备简单，选择性高等优点，可用很少量试液做到无损分析和原位测量，已成功应用于环境监测、工业分析、土壤分析、湿法冶金等领域。关于稀土离子选择性电极，国内外学者进行了大量的研究工作。陈方平等以Nd(PMBP)3配合物为活性物质制成Nd电极，对Nd3+在4.8×10-2～1.0×10-5mol/L范围内呈能斯特响应，电极受非稀土金属阳离子干扰小，受其他稀土阳离子干扰大，可作为混合稀土测定电极。王玫玫等以Er(PMBP)3，Pr(PMBP)3为敏感活性物质制成PVC液膜稀土电极，线性响应范围在10-2～10-5mol/L之间，检测下限为10-5或10-6mol/L，最佳pH范围为3～6，电极响应迅速。王秀玲等以双安息香缩三乙四胺[BBS]为中性载体，制备出一种对Ce(Ⅲ)具有响应特性的离子电极，在1.0×10-1～4.0×10-5mol/L范围内呈近能斯特响应，斜率为32.9mV，检测下限为1.25×10-5mol/L。M.Akhond等以2-氨基苯并噻唑为载体制备了Ce(Ⅲ)离子选择性电极，在2.0×10-2～2.0×10-6mol/L范围内呈能斯特响应，斜率为19.6mV，检测下限为1.8×10-6mol/L，适用pH范围为4.1～7.3，具有较高的选择性。虽然国内外学者对稀土离子选择性电极的研究已取得了一些成果，但目前还缺乏对于Ce(Ⅳ)离子选择性电极的研究报道。因此，有必要提供一种Ce(Ⅳ)离子选择性电极的制备方法及应用，用于实现实时、灵敏、快速测定酸性溶液中的Ce(Ⅳ)离子。
技术实现思路
根据上述提出的技术问题，而提供一种PVC膜Ce(Ⅳ)离子选择性电极及其制备方法和应用。本专利技术主要开发一种对于Ce(Ⅳ)离子具有较高的选择性、灵敏度高、检测速度快、测量浓度范围广的Ce(Ⅳ)离子电极，可应用于酸性溶液中Ce(Ⅳ)离子的检测。本专利技术采用的技术手段如下：一种PVC膜Ce(Ⅳ)离子选择性电极，其特征在于：其特征在于：包括PVC活性膜、内参比溶液、PVC电极管、Ag/AgCl电极、电极帽和导线；所述PVC活性膜置于所述PVC电极管的一端，所述PVC电极管内添加所述内参比溶液，所述Ag/AgCl电极插入所述内参比溶液内作为内参比电极，所述PVC电极管的另一端由连接有所述导线的电极帽封盖。本专利技术还公开了上述的PVC膜Ce(Ⅳ)离子选择性电极的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、将PVC粉、增塑剂、活性剂和添加剂按照预设的质量组成比溶解于2～5ml四氢呋喃中，混合搅拌至溶液变成粘稠状，倾置于玻璃板上，于室温下风干得到PVC活性膜；S2、将PVC活性膜用打孔器打出8～12mm直径的圆片，将PVC活性膜圆片用3～5wt％PVC的四氢呋喃溶液粘于内径6～8mm、外径8～12mm、长度8～10cm的PVC电极管一端，于室温下风干；S3、向步骤S2中的PVC管中加入内参比溶液，插入Ag/AgCl电极为内参比电极，PVC电极管另一端采用连接有导线的电极帽封盖，即得Ce(Ⅳ)离子选择性电极。进一步地，所述步骤S1中增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二辛酯(DOP)、癸二酸二异辛酯(DOS)、磷酸三丁酯(TBP)或邻硝基苯基辛基醚(NPOE)，优选地，所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯或邻硝基苯基辛基醚。进一步地，所述步骤S1中活性剂为二(2-乙基己基)磷酸(P204)、2-乙基己基磷酸-2-乙基己基酯(P507)的一种或两种混合物。优选地，所述活性剂为两种混合物。进一步地，所述步骤S1中添加剂为油酸(OA)、四苯硼钠(NaTBP)或十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)，优选地，所述添加剂为油酸。进一步地，所述步骤S1中PVC、增塑剂、活性剂和添加剂的质量比为(25.3～32.5％)：(64.9～67.3％)：(2.6～4.0％)：(0～3.4％)。进一步地，所述步骤S1中PVC活性膜的膜厚为0.2～1mm。进一步地，所述步骤S3中内参比溶液为无机酸、KCl和Ce(SO4)2混合溶液，其中KCl浓度范围为0.01～0.5mol/L，Ce(SO4)2浓度范围为0.001～0.1mol/L，无机酸为H2SO4或HClO4，酸度为0.1～0.4mol/L。本专利技术还公开了一种利用上述的PVC膜Ce(Ⅳ)离子选择性电极测定酸性溶液中Ce(Ⅳ)的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将利用上述制备方法制备出的PVC膜Ce(Ⅳ)离子选择性电极置于0.001mol/LCe(Ⅳ)离子溶液中活化4h；(2)配制一系列不同浓度的Ce(Ⅳ)标准溶液，加入酸调节酸度，NaClO4调节离子强度，Na2SO4调节SO42-浓度，以饱和甘汞电极为参比电极，Ce(Ⅳ)离子选择性电极为工作电极组成电化学电池，与离子计连接，测定不同浓度的Ce(Ⅳ)标准溶液的电位值，绘制出电极电位E随Ce(Ⅳ)离子浓度的对数值lgC的变化曲线，即工作曲线；(3)将Ce(Ⅳ)离子选择性电极与甘汞电极一起浸入待测溶液中，采用与工作曲线相同的操作条件测定Ce(Ⅳ)离子的电位值，将测得的电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种PVC膜Ce(Ⅳ)离子选择性电极，其特征在于：包括PVC活性膜、内参比溶液、PVC电极管、Ag/AgCl电极、电极帽和导线；所述PVC活性膜置于所述PVC电极管的一端，所述PVC电极管内添加所述内参比溶液，所述Ag/AgCl电极插入所述内参比溶液内作为内参比电极，所述PVC电极管的另一端由连接有所述导线的电极帽封盖。

【技术特征摘要】
1.一种PVC膜Ce(Ⅳ)离子选择性电极，其特征在于：包括PVC活性膜、内参比溶液、PVC电极管、Ag/AgCl电极、电极帽和导线；所述PVC活性膜置于所述PVC电极管的一端，所述PVC电极管内添加所述内参比溶液，所述Ag/AgCl电极插入所述内参比溶液内作为内参比电极，所述PVC电极管的另一端由连接有所述导线的电极帽封盖。2.一种如权利要求1所述的PVC膜Ce(Ⅳ)离子选择性电极的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、将PVC粉、增塑剂、活性剂和添加剂按照预设的质量组成比溶解于2～5ml四氢呋喃中，混合搅拌至溶液变成粘稠状，倾置于玻璃板上，于室温下风干得到PVC活性膜；S2、将PVC活性膜用打孔器打出8～12mm直径的圆片，将PVC活性膜圆片用3～5wt％PVC的四氢呋喃溶液粘于内径6～8mm、外径8～12mm、长度8～10cm的PVC电极管一端，于室温下风干；S3、向步骤S2中的PVC管中加入内参比溶液，插入Ag/AgCl电极为内参比电极，PVC电极管另一端采用连接有导线的电极帽封盖，即得Ce(Ⅳ)离子选择性电极。3.根据权利要求1所述的PVC膜Ce(Ⅳ)离子选择性电极的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、癸二酸二异辛酯、磷酸三丁酯或邻硝基苯基辛基醚。4.根据权利要求1所述的PVC膜Ce(Ⅳ)离子选择性电极的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中活性剂为二(2-乙基己基)磷酸、2-乙基己基磷酸-2-乙基己基酯的一种或两种混合物。5.根据权利要求1所述的PVC膜Ce(Ⅳ)离子选择性电极的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中添加剂为油酸、四苯硼钠或十六烷基三甲基溴化铵。6.根据权利要求1所述的PVC膜Ce(Ⅳ)离子选择性电极的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中PVC、增塑剂、活性剂和添加剂的质量比为(25.3～32.5％)：(64.9～67.3％...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛向欣，何金桂，李勇，茹红强，黄小卫，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21