流动体系低噪音库仑检测器制造技术

本发明专利技术涉及应用电解检测电化学变量的装置。它提供一种薄层型、六电极的流动体系库仑检测器，其上池体装有两个工作电极和两个参比电极，下池体装有两个辅助电极，上、下池体之间有离子交换隔膜。隔膜与上、下池体之间分别有一块垫片。工作电极与辅助电极完全面对面放置。该库仑检测器只需电解物质的２０～３０％，即可得出物质完全电解的总电解电量值，实现定量的目的，同时定量结果与温度、试液流速等因素无关，其结构简单，实用。（*该技术在2009年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及应用电解检测电化学变量的装置。库仑法检测技术是流动体系常用的电化学检测技术之一，与电流法相比，它具有不需要标准样品、不必制作工作曲线，定量结果与溶液流速、温度和压力等因素无关的特性。但是，传统的库仑法要求被测物质完全电解，因此要求库仑电解池的工作电极面积比较大，从而导致噪音大，信噪比低。在实验过程中，随着电解趋于完全，物质浓度下降，电解电流越来越微弱。而噪音没有减小，这样信噪比将大幅度降低，影响测定结果的准确度与可靠性。同时，由于采用大面积的工作电极，对库仑电解池的制作与维护也造成较大的困难。西德BIOTRONIK公司的库仑检测器采用多孔玻璃碳等多孔性电极作为工作电极，以实现100%的电解效率。其具体的结构形式可见美国专利4404065，4497199，4233031和4413505号。Ruchi，R.J.，Talanta，27(1980)，147-156报道了流动体系电化学检测器的主要类型，其中库仑检测器达到或接近100%的电解。Talanta，20(1973)，959;Anal.Chevn，45(1973)，1864;J.Chromatogr，108(1975)，255均公开了上述库仑检测器的结构图。YoshinoriTakataandMamoruTaki，J.Chromatogr.332(1985)，117-125设计了一种库仑检测器，采用圆柱型结构，工作电极室与对电极室用阴离子交换管隔开。本专利技术的主要目的在于提供一种采用六个电极的流动体系低噪音库仑检测器，它综合了电流检测器与库仑检测器的优点，同时又克服了它们的不足，工作电积面积小，信噪比高，无需将被测物质完全电解，而只要求电解20-30%，根据上、下游工作电极的电量值(Q1和Q2)，通过计算既可得出物质完全电解的总电量值Qc。实现对物质的准确定量，同时，无需标准样品。不必制作工作曲线，定量结果与温度、试液流速等因素无关，保持了传统库仑法的优点。本专利技术所述的库仑电解池池体采用薄层型结构。由上、下池体组成，共设六个电极，上池体装有第一工作电极、第二工作电极、第一参比电极、第二参比电极和溶液进口。下池体装有第一辅助电极、第二辅助电极和溶液出口。上、下池体之间有隔膜。在它靠近第二参比电极的一端有一小孔。隔膜同上、下池体之间分别有一块塑料薄膜垫片。上、下垫片的中间均设有与上池体四个电极组成的通道相似的槽。小孔作为上池体槽与下池体槽的连接孔道。流动溶液通过各个电极的顺序为溶液进口→第一工作电极→第一参比电极→第二工作电极→第二参比电极→穿过中间的隔膜中的小孔→第二辅助电极→第一辅助电极→溶液出口。第一工作电极与第一辅助电极的形状和大小(面积)最好相同，且完全面对面放置;第二工作电极与第二辅助电极的形状大小(面积)最好相同，且完全面对面放置。工作电极材料可用Pt、Ag、Au或玻璃碳等;辅助电极材料一般用Pt，Ag，玻璃碳或不锈钢等;参比电极材料用Ag/Agcl。池体材料可用有机玻璃或聚四氟乙烯，电解池的池体积由上垫片中间的小槽决定。上、下垫片的厚度可根据实验需要进行选择。隔膜最好用离子交换膜或多孔膜，且用一层。本专利技术与已有技术相比，不仅保持了传统技术的优点，无需标准样品，定量结果不受温度、流速和压力等因素的影响;而且克服了已有技术由于要求物质100%电解而使用大面积工作电极所造成的噪音大，信噪比低，准确度和可靠性较差等缺点，不需要完全电解被测物质就可以实现对物质的准确定量;同时简化了流动库仑电解池的结构。温度和流速的影响从如下实验可以得到证明。被测样品为0.400M NaI，进样100μl，流动相为0.020M NaNO3+0.020M Na2CO3，流量为2.0ml/min，Ag工作电极的外加电位为0.200伏(vs.Ag/Agcl)。实验结果如附图说明图1、2所示。从结果可以看出，温度和流速的变化对上、下游工作电极(第一、二工作电极)的电量响应值Q1、Q2的影响较大，而对总电解电量值Qc(Qc＝Q21/(Q1-Q2))是不影响的。从图1、2的Q～T或Q～V的关系曲线中可以看出，实验过程中，上、下游工作电极的电量响应值Q1、Q2与总电解电量值Qc相比仅为20%左右。从关系式Qc＝Q21/(Q1-Q2)即可得到完全电解的总电量值，这正是本专利技术的突出优点。传统的方法必须将物质完全电解，仅用一个大面积的工作电极，得到数值为Qc的电量值，噪音大，信噪比低，影响测定结果的准确度与可靠性。本专利技术由于不必要求物质电解完全，因此工作电极的面积远比传统库仑法的电解池工作电极面积小，池体积也大为缩小，这些都有利于提高流动体系分析检测的响应速度。图3给出本专利技术的实施例。库仑电解池的池体由上池体〔1〕和下池体〔2〕组成，采用六电极结构，上池体装有第一工作电极〔3〕、第二工作电极〔4〕、第一参比电极〔5〕、第二参比电极〔6〕和溶液进口〔9〕，下池体装有第一辅助电极〔7〕、第二辅助电极〔8〕和溶液出口〔10〕工作电极的材料用Ag，辅助电极的材料用Pt，面积均为0.75cm2。参比电极为Ag/Agcl(1.0MKCl)。上、下池体用有机玻璃。上、下垫片〔11〕、〔12〕采用聚四氟乙烯材料，上垫片厚度为80μm-150μm，下垫片的厚度为100um-200μm，上、下垫片的中间均开槽〔14〕。隔膜〔13〕选用聚四氟乙烯均相阳离子交换膜，膜上设有小孔〔15〕，膜厚为0.15～0.25mm，含水量为20～30%，交换容量为1～2meg/g，面电阻＜25Ω/cm2，选透性为98%。工作电极和辅助电极的形状如图4所示，第一工作电极与第一辅助电极完全面对面放置，第二工作电极与第二辅助电极也完全面对面放置。权利要求1.一种流动体系库仑检测器，采用薄层型结构，池体分上、下池体，上池体装有工作电极、参比电极和溶液入口，下池体装有辅助电极和溶液出口，其特征在于设有六个电极，上池体装有两个工作电极(第一工作电极和第二工作电极)、两个参比电极(第一参比电极和第二参比电极)，下池体装有两个辅助电极(第一辅助电极和第二辅助电极)；第一工作电极与第一辅助电极、第二工作电极与第二辅助电极分别完全面对面放置；上、下池体之间设有隔膜，在它与上、下池体之间分别设有一块垫片，上、下垫片的中间均设有与上池体四个电极组成的通道的槽，在所说的隔膜的靠近第二参比电极的一端有一小孔，作为上池体槽与下池体槽的直接孔道。2.根据权利要求1所述的检测器，其特征在于第一工作电极与第一辅助电极、第二工作电极和第二辅助电极的形状、大小均分别相同。3.根据权利要求1所述的检测器，其特征在于隔膜为一层。4.根据权利要求1和3所述的检测器，其特征在于隔膜为离子交换膜或多孔膜。全文摘要本专利技术涉及应用电解检测电化学变量的装置。它提供一种薄层型、六电极的流动体系库仑检测器，其上池体装有两个工作电极和两个参比电极，下池体装有两个辅助电极，上、下池体之间有离子交换隔膜。隔膜与上、下池体之间分别有一块垫片。工作电极与辅助电极完全面对面放置。该库仑检测器只需电解物质的20～30％，即可得出物质完全电解的总电解电量值，实现定量的目的，同时定量结果与温度、试液流速等因素无关，其结构简单，实用。文档编号G01N27/42GK103759本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种流动体系库仑检测器，采用薄层型结构，池体分上、下池体，上池体装有工作电极、参比电极和溶液入口，下池体装有辅助电极和溶液出口，其特征在于设有六个电极，上池体装有两个工作电极（第一工作电极和第二工作电极）、两个参比电极（第一参比电极和第二参比电极），下池体装有两个辅助电极（第一辅助电极和第二辅助电极）；第一工作电极与第一辅助电极、第二工作电极与第二辅助电极分别完全面对面放置；上、下池体之间设有隔膜，在它与上、下池体之间分别设有一块垫片，上、下垫片的中间均设有与上池体四个电极组成的通道的槽，在所说的隔膜的靠近第二参比电极的一端有一小孔，作为上池体槽与下池体槽的直接孔道。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：田昭武，包立源，林华水，胡荣宗，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：35[中国|福建]