化学滴液电极及监测溶液中pH值的方法技术

一种环境监测领域的化学滴液电极及监测溶液中ｐＨ值的方法；电极包括：流动注射器，不锈钢接头，玻璃滴管，导电丝，储液槽，Ｐｔ电极，Ａｇ／ＡｇＣｌ电极，电极架，其中，流动注射器与玻璃滴管通过不锈钢接头连接，导电丝插入在玻璃滴管中，导电丝的一端连接在不锈钢接头上，另外一端与玻璃滴管的出口相切，玻璃滴管、Ｐｔ电极和Ａｇ／ＡｇＣｌ电极位于电极架上，电极架置于储液槽上；利用该电极监测ｐＨ值的方法：将１，２－二氯乙烷吸入流动注射器中，控制玻璃滴管顶端液滴大小，进行ｐＨ值的测定。本发明专利技术操作简便，稳定性和灵敏度高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电化学
的电极及监测方法，具体是一种化学滴液电极及监测溶液中pH值的方法。
技术介绍
实验室中常用的pH测量传感器，主要是采用玻璃电极，这种固相电极在使用过程中，由于机械强度低，极易破碎，且敏感部位的玻璃毛细孔易污染堵塞，耐衰减老化周期短。电极或者膜的表面很容易被待测物污染，从而导致测试结果的重现性差，而用于在线监测则情况就更不容乐观。在pH监测过程中人们也曾经想通过超声波清洗和机械去除等等方法改善测试结果，但效果依然没有彻底改 善。液/液界面又称为两种互不相溶电解质溶液界面或油/水界面，电荷(包括电 子和离子)在液/液界面上的转移反应过程是最基本的物理化学过程之一，应用 各种电化学技术研究这些过程的电化学称之为液/液界面电化学，它是介于经典 的电化学与化学传感器之间的一种新的电化学与电分析化学分支。目前最成功的 液/液界面电分析化学技术是以滴汞电极为工作电极的极谱分析法。即使用表面 周期性地或不断地进行更新的液相电极如滴汞电极作为工作电极，在这种小面积 的工作电极上，形成浓差极化，以获得电流——电压曲线进行分析的方法称为极 谱法。半个多世纪以来，极谱分析法在理论研究和实际应用方面都有很大的发展， 对微量组分特别是无机离子的分析测定，极谱法发挥了重要作用。然而，常用的液相电极滴汞电极有着致命的缺点电极上能够实现的电极过程有限，金属汞有 剧毒，对环境和长期操作人员的健康都有很大的影响。因此当人们认识到这些问 题后，极谱法的研究从50年代末Heyrovsky获Nobel奖后的高潮逐渐转入了低 潮。1979年，Koryta等人受到J.Heyrovsky滴汞极谱的启发，开始研究滴液电 极。利用硝基苯的特性(高介电常数和低水溶性)来取代汞，由滴汞向滴油(或 液)转变，并得到了和滴汞极谱相似的滴液极谱图，并开创了加速离子在液/液界面上转移反应的循环伏安图。这样液/液界面电化学在国际上开始引起关注并 逐步进行了不少的基础研究。然而液/液界面电化学过程研究仍然存在着较大的 问题，由于有机溶液固有的高阻抗，常用的有机溶剂只有硝基苯和1,2 — 二氯乙 垸两种，研究方法方面，常规的大液/液界面还需要用四电极恒电位仪来补偿有 机溶剂的欧姆降。而目前仅英国生产商品化的四电极恒电位仪(four-electrode superstat， sycopel UK)，且价格昂贵不易推广，微、纳米管或微米孔支撑的微\ 纳米一液/液界面虽然可以有效的减小阻抗，但由于其制备仪器复杂，制备工作 繁琐也无法得到广泛的应用。因此液/液界面电化学在总体上研究进展不大。经对现有技术的文献检索发现，中国专利申请公开说明书CN1321885 (公开 日2001.11.14)描述了以下内容， 一种以经过修饰的铂电极作为工作电极，以 银/氯化银电极作为参比电极，以铂丝电极作为对电极，用该三相电极系统计算 锂离子，钠离子，钾离子等强亲水性离子在水/油界面间迁移的吉布斯自由能， 即液/液界面间的物化性质理论研究，这种经过修饰的工作电极制备比较繁琐， 且无法进行重复利用，并不具备在环境监测中实际应用的前景。因此，本专利技术要 解决的技术问题是提供一种操作简便的可监测溶液中pH值的电极，且在环境 检测中具有实用价值。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种化学滴液电极及监测溶液 中pH值的方法。本专利技术能有效提高测定的稳定性和灵敏度，操作简便快捷，并 最终达到在线监测的目的；电极的表面可以不断更新，完全不用担心被待测物质 污染的问题，且该电极大小可以精确控制，介质均匀，测定稳定性好。本专利技术是通过以下技术方案实现的，本专利技术涉及一种化学滴液电极，包括储液槽，Pt电极，Ag/AgCl电极，还包括流动注射器，不锈钢接头，玻璃滴管，导电丝，电极架，其中，流动注射器与玻璃滴管通过不锈钢接头连接，导电丝插入在玻璃滴管中，导电丝的一端连 接在不锈钢接头上，另外一端与玻璃滴管的出口相切，玻璃滴管、Pt电极和Ag/AgCl电极位于电极架上，电极架置于储液槽上。所述导电丝为活性碳纤维。利用所述化学滴液电极监测溶液中pH值的方法，包括如下步骤将含有l一正丁基3—甲基咪唑六氟磷酸盐的1， 2 — 二氯乙烷吸入流动注射器中，将化学滴液电极与电化学工作站连接，在化学滴液电极的储液槽中放入 待测溶液，打开流动注射器，控制玻璃滴管顶端液滴大小，进行溶液中pH值的 测定，每次检测后，更换液滴。所述1， 2—二氯乙烷中l一正丁基3 —甲基咪唑六氟磷酸盐的浓度为0.3 mol. 「1 1. 25mol. 「'。所述液滴大小为1. 11yL 11. llnL。本专利技术是通过利用不同物质在液/液界面间迁移时迁移电位不同以及同一物 质不同浓度在液/液界面间迁移产生的迁移峰电流大小不同，可定量测定溶液中 特征离子的浓度大小，利用CHI832b电化学工作站，运用方波伏安法检测一定条 件下氢离子在液/液界面间迁移所产生的峰电流和峰电位，即可得到溶液中氢离 子溶液的大小，从而建立一种测定溶液PH值的新方法。本专利技术具有如下的有益效果与普通的固相电极相比，本专利技术的化学滴液电极的电极表面不断更新，可以有效避免电极被待测物污染，表面性质均匀，大大提高了测定的稳定性，且真实表面积容易计算，不需要对电极表面进行复杂的预处理，极大的简化了检测过程；在滴液电极中加入活性碳纤维丝，有效降低溶液的阻抗，提高测定的灵敏度；本专利技术以微量流动注射器作为动力装置，可以在测定过程中精确控制液相电极的大小，电极表面不断更新避免了电极被污染，进一步提高滴液电极的稳定性的；使用本专利技术这种新型的检测方法操作简单快速，检测一个样品只需要1分钟，稳定性好。 附图说明图1为本专利技术的化学滴液电极装置示意图。 具体实施例方式以下实例将结合附图对本专利技术作进一步说明。本实施例在以本专利技术技术方案 为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和过程，但本专利技术的保护范围不限于 下述的实施例。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件， 或按照制造厂商所建议的条件。如图1所示，化学滴液电极包括流动注射器l，不锈钢接头2，玻璃滴管 3，导电丝4，储液槽5， Pt电极6， Ag/AgCl电极7，电极架8，其中，将流动 注射器1与玻璃滴管3通过不锈钢接头2连接，将导电丝4插入玻璃滴管3中， 导电丝4的一端连接在不锈钢接头2上，另外一端与玻璃滴管3的出口相切，通过流动注射器l控制滴管顶端液滴的大小，以Ag/AgCl电极7作为参比电极，Pt 电极6作为对电极，玻璃滴管3、 Pt电极6和Ag/AgCl电极7位于电极架8上； 电极架8置于储液槽5上。将玻璃滴管3垂直插入待测溶液中，控制玻璃滴管顶 端液滴大小，进行溶液中pH值的测定，每次检测后，更换液滴。 实施例1有机相中离子液体浓度对pH值检测效果的影响配制O.OlmoU;1氯化锂溶液20mL，使用盐酸和氢氧化钠调节氯化锂溶液的 pH至2;将三相电极放置在电极架上，用注射器吸取含有不同浓度1一正丁基3 一甲基咪唑六氟磷酸盐的l， 2—二氯乙垸，控制玻璃滴管顶端液滴大小为11.11 UL，使用方波波安法在-1 1V内进行扫描，所得结果如表1。随着离子液体 浓度的增大，相同pH值的条件下，氢离本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种化学滴液电极，包括：储液槽、Ｐｔ电极、Ａｇ／ＡｇＣｌ电极，其特征在于，还包括：流动注射器、锈钢接头、玻璃滴管、导电丝、电极架，其中，流动注射器与玻璃滴管通过不锈钢接头连接，导电丝插入在玻璃滴管中，导电丝的一端连接在不锈钢接头上，另外一端与玻璃滴管的出口相切，玻璃滴管、Ｐｔ电极和Ａｇ／ＡｇＣｌ电极位于电极架上，电极架置于储液槽上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：舒菲菲，贾金平，谢少艾，王亚林，王珺，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]