一种溴化银电极及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种溴化银电极及其制备方法，属于离子电极领域。该电极以惰性金属丝为基材，惰性金属丝表面包覆有纳米银颗粒层，纳米银颗粒层表面通过电镀方式镀有AgBr敏感膜。本发明专利技术相对于现有技术而言，制备了一种全固态、高灵敏度的溴离子电极，能够准确检测溶液中的溴离子浓度。而对溴离子电极进行进一步的硫化处理后，会增强溴离子电极的稳定性和抗干扰性。

Silver bromide electrode and preparation method thereof

The invention discloses a silver bromide electrode and a preparation method thereof, belonging to the field of ionic electrodes. The electrode is based on inert metal wire. The surface of inert metal wire is coated with nano-silver particles. AgBr sensitive film is deposited on the surface of nano-silver particles by electroplating. Compared with the prior art, the present invention has prepared a solid-state bromine ion electrode with high sensitivity, which can accurately detect the concentration of bromine ion in solution. The stability and anti-interference of the bromine ion electrode will be enhanced by further sulfurization treatment of the bromine ion electrode.

【技术实现步骤摘要】
一种溴化银电极及其制备方法
本专利技术属于离子电极领域，具体涉及一种溴化银电极及其制备方法。
技术介绍
离子选择性电极是一类利用膜电势测定溶液中离子的活度或浓度的电化学传感器，当它和含待测离子的溶液接触时，在它的敏感膜和溶液的相界面上产生与该离子活度直接有关的膜电势。离子选择性电极也称膜电极，这类电极有一层特殊的电极膜，电极膜对特定的离子具有选择性响应，电极膜的电位与待测离子含量之间的关系符合能斯特公式。离子选择性电极是一种简单、迅速、能用于有色和混浊溶液的非破坏性分析工具，它不要求复杂的仪器，可以分辨不同离子的存在形式，能测量少到几微升的样品，所以十分适用于野外分析和现场自动连续监测。与其他分析方法相比，它在阴离子分析方面特别具有竞争能力。溴离子浓度检测在众多领域具有实际需求，例如在溴素生产工艺、地表水或工业废水溴浓度检测、科学研究等领域均需要检测溴离子浓度。但是目前尚未有一种简便、经济的制备溴离子选择性电极的方法，有待于进一步研究。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有技术中存在的问题，并提供一种用于检测溴离子浓度的溴化银电极及其制备方法。本专利技术所采用的具体技术方案如下：该溴化银电极以惰性金属丝为基材，惰性金属丝表面包覆有纳米银颗粒层，纳米银颗粒层表面通过电镀方式镀有AgBr敏感膜。该电极上的敏感膜能够在溶液中检测出溴离子浓度。作为优选，所述的纳米银颗粒层表面没有镀上AgBr敏感膜的部分通过硫化方式形成硫化银包覆层。作为优选，所述的惰性金属丝的材料为银或活动性弱于银的金属，活动性弱于银的金属包括金、铂、钯、铱。本专利技术的另一目的在于提供一种溴化银电极的制备方法，其具有三种实现方式：方案一：将表面包覆有纳米银颗粒层的惰性金属丝置于含Br-溶液中，通过电镀方式在纳米银颗粒层表面形成AgBr敏感膜，得到溴化银电极。方案二：将表面包覆有纳米银颗粒层的惰性金属丝置于含S2-溶液中，通过浸泡或电镀的方式形成Ag2S膜；然后将具有Ag2S膜的惰性金属丝置于含Br-溶液中，通过电镀方式在纳米银颗粒层表面形成AgBr敏感膜，得到溴化银电极。方案三：将表面包覆有纳米银颗粒层的惰性金属丝置于含Br-溶液中，通过电镀方式在纳米银颗粒层表面形成AgBr敏感膜；然后将具有AgBr敏感膜惰性金属丝置于含S2-溶液中，通过浸泡或电镀的方式形成Ag2S膜，得到溴化银电极。在上述三种方案中，方案一作为基础方案，其能够制备出全固态、高灵敏度的溴化银电极，其在纯水体系溴离子电极的工作曲线斜率接近理想值60，在高盐度(10％)的海水体系斜率能达到45。但该溴化银电极在含硫溶液中测定溴离子时，开始测定时会存在信号剧烈漂移问题。申请人发现，这是由于银丝镀上AgBr之后，仍然可能会有裸露的纳米银没有被AgBr完全包覆，而在接触含硫离子的溶液时会立即与之反应生成硫化银，因此，纳米银接触含硫离子的溶液(例如海水)会降低溴离子电极的性能。而对纳米银裸露的部分包覆Ag2S会增强溴离子电极的稳定性和抗干扰性，因此方案二和方案三利用含S2-溶液对其进行硫化处理。作为上述三种方案的优选方式，所述的惰性金属丝的材料为银或活动性弱于银的金属，活动性弱于银的金属包括金、铂、钯、铱；所述的含Br-溶液优选为NaBr溶液或KBr溶液；含Br-溶液中Br-的浓度为0.05-0.2M。作为上述三种方案的优选方式，所述的表面包覆有纳米银颗粒层的惰性金属丝制备方法为：将去除氧化层的银丝在AgNO3溶液中进行电镀，使银丝表面包覆纳米银颗粒。作为方案二和三的优选方式，所述的惰性金属丝在含S2-溶液中浸泡或电镀的时间为0.5-2s；所述的含S2-溶液优选为Na2S溶液；含S2-溶液中S2-的浓度优选为0.01-0.05M。。作为上述三种方案的优选方式，所述的AgBr敏感膜的电镀采用电化学工作站进行，电镀方法为恒电流法、恒电压法或循环伏安法。本专利技术相对于现有技术而言，制备了一种全固态、高灵敏度的溴离子电极，能够准确检测溶液中的溴离子浓度。而对溴离子电极进行进一步的硫化处理后，会增强溴离子电极的稳定性和抗干扰性。附图说明图1为实施例1中制备得到的电极工作曲线(图中C为NaBr溶液浓度)；图2为实施例1中制备得到的电极在溴化钠标准溶液中的标定曲线；图3为实施例1中制备得到的电极在含硫离子的溶液中的稳定性结果；图4为实施例4中制备得到的电极在溴化钠标准溶液中的标定曲线；图5为实施例4中制备得到的电极在含硫离子的溶液中的稳定性结果；图6为实施例7中制备得到的在溴化钠标准溶液中的标定曲线；图7为实施例7中制备得到的电极在含硫离子的溶液中的稳定性结果。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步阐述和说明。实施例1本实施例中，Ag/AgBr电极制备方法如下：1、Ag丝上镀纳米银(1)将一根长为3cm的银丝(银丝直径为0.5mm)，表面用刚玉粉打磨，然后用0.1M的稀盐酸清洗10分钟，最后用去离子水清洗10分钟，空气中干燥。(2)调节函数信号发生器，使其产生正弦函数信号，峰值为600mV，频率为100Hz；(3)将一个肖基特二极管接入电路，二极管正极接函数信号发生器正极，二极管负极接一根银丝，待镀银丝接在函数信号发生器负极；(4)将两个电极同时放入浓度为0.1M的AgNO3溶液中电镀1min，使银丝表面包覆纳米银颗粒。2、在银丝上镀AgBr敏感膜(1)仪器：CHI760D电化学工作站(上海辰华仪器有限公司)(2)电镀方法：循环伏安法参数设置:初始电位：0V；最高电位0.5V；扫描速率：50mV/s；扫描段数：6段；三电极体系：包覆纳米银颗粒的银丝为工作电极，851型Ag/AgCl(饱和KCl)为参比电极，铂电极(1mm×5mm)为对电极。(3)把三电极体系放入0.05M的NaBr溶液中按预设参数进行扫描，在纳米银颗粒层表面形成AgBr敏感膜，得到溴化银电极。(4)溴化银电极制备好后，进行清洗、干燥并置于10-3MNaBr活化6个小时。以上述制备得到的溴化银电极进行性能表征：分别以纯水和高盐度(NaCl浓度10％)的模拟卤水为溶剂，配置NaBr溶液。纯水和海水体系中，分别以纯水和10％NaCl溶液作为母液，然后以采用逐级稀释法，配制得到了浓度为1×10-1mol/L、1×10-2mol/L、1×10-3mol/L、1×10-4mol/L、1×10-5mol/L的NaBr溶液，以本实施例的溴化银电极测定两种系列溶液得到了标准工作曲线，结果见图1.以纯水体系为例，图1所示的标定结果显示，在纯水体系中，Ag/AgBr电极对溶液中的溴素均有能斯特响应，响应信号强度的线性相关系数R2大于0.99，溴离子电极的工作曲线斜率接近理想值60(-59.86)。图2给出了响应信号与时间的关系。显示溴素电极和工作电极进入标准溶液后立即进入稳定状态，响应极为迅速。而在在高盐度(10％)的模拟卤水体系斜率为-45，低于能斯特方程的理论预测值(55-60)，可能和溶液中高浓度电解质干扰有关，对电极的使用没有实质性影响。但需在使用前确定待测溶液的盐度，在相同盐度的标准溶液中标定溴离子电极，给出能斯特方程。由此表明本实施例中制备得到的Ag/AgBr电极具有较高的灵敏度，制备的电极既能在淡水中使用，又能在海水、卤水体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种溴化银电极，该电极以惰性金属丝为基材，其特征在于，惰性金属丝表面包覆有纳米银颗粒层，纳米银颗粒层表面通过电镀方式镀有AgBr敏感膜。

【技术特征摘要】
1.一种溴化银电极，该电极以惰性金属丝为基材，其特征在于，惰性金属丝表面包覆有纳米银颗粒层，纳米银颗粒层表面通过电镀方式镀有AgBr敏感膜。2.如权利要求1所述的溴化银电极，其特征在于，所述的纳米银颗粒层表面没有镀上AgBr敏感膜的部分通过硫化方式形成硫化银包覆层。3.如权利要求1所述的溴化银电极，其特征在于，所述的惰性金属丝的材料为银或活动性弱于银的金属，活动性弱于银的金属包括金、铂、钯、铱。4.一种溴化银电极的制备方法，其特征在于，将表面包覆有纳米银颗粒层的惰性金属丝置于含Br-溶液中，通过电镀方式在纳米银颗粒层表面形成AgBr敏感膜，得到溴化银电极。5.一种溴化银电极的制备方法，其特征在于，将表面包覆有纳米银颗粒层的惰性金属丝置于含S2-溶液中，通过浸泡或电镀的方式形成Ag2S膜；然后将具有Ag2S膜的惰性金属丝置于含Br-溶液中，通过电镀方式在纳米银颗粒层表面形成AgBr敏感膜，得到溴化银电极。6.一种溴化银电极的制备方法，其特征在于，将表面包覆有纳米银颗粒层的惰性金属丝置于含Br-溶液中，通过电镀方式在纳米银颗粒层...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄元凤，王秋瑾，谢亚平，张冰，刘丹，王震，李士波，叶瑛，曹怀祥，秦华伟，张平萍，
申请(专利权)人：山东金特昂莱测控技术有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37