專(zhuān)利名稱(chēng)：pH敏感載體異菸酸酰二正葵胺及其形成的高分子膜pH電極的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電化學(xué)傳感器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種pH敏感載體異菸酸酰二正葵胺及其形成的高分子膜pH電極
背景技術(shù)：
溶液中pH值的測(cè)定是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究、臨床醫(yī)學(xué)及環(huán)境保護(hù)與監(jiān)測(cè)必不可少的工作。目前，國(guó)內(nèi)外廣泛使用測(cè)定pH值的傳感器為玻璃膜pH電極，該類(lèi)電極的pH敏感機(jī)理是基于在特殊成份的玻璃膜溶液成硅溶膠后，借助于溶液中離子的交換建立起的電極電位。由于玻璃膜的易破碎、高阻抗、難制備、難微型化、壽命短及易被氫氟酸腐蝕等缺陷，在低溫、純水、含氟溶液、臨床醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域其應(yīng)用受到限制。近年來(lái)，研制新型地能克服玻璃膜缺陷的非玻璃膜pH電極已越來(lái)越為國(guó)內(nèi)外科學(xué)家和企業(yè)家所重視。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)玻璃膜pH電極存在的上述諸多不足，采用了合成的新物質(zhì)異菸酸酰二正葵胺作為中性載體研制出了非玻璃高分子膜pH電極。本發(fā)明的新型pH電極具有不易破碎、低阻抗、易制備、易微型化、壽命長(zhǎng)、不被氫氟酸腐蝕的優(yōu)點(diǎn)，使其應(yīng)用獲得了大大的拓展。
其原理是基于溶液中的H+與高分子膜中載體異菸酸酰二正葵胺作用而結(jié)合在膜相中遷移產(chǎn)生擴(kuò)散電位。其原材料、工藝、條件如下(1)pH敏感載體異菸酰二正葵胺的合成
合成路線
先由菸酸與氯化亞砜反應(yīng)，蒸去過(guò)量的氯化亞砜后，再減壓蒸餾出菸酰氯；再將菸酰氯與二正葵胺在氮?dú)獗Ｗo(hù)下反應(yīng)，蒸去過(guò)量的菸酰氯，得粗產(chǎn)品；將粗產(chǎn)品經(jīng)硅膠過(guò)柱，以氯仿和乙酸乙酯為洗滌液洗脫，獲純異菸酰二正葵胺產(chǎn)品。
所獲得的pH敏感載體異菸酰二正葵胺的結(jié)構(gòu)式為
合成反應(yīng)中，當(dāng)反應(yīng)物為二正葵胺的同系物如二胺的碳原子數(shù)從8-32之間的仲胺時(shí)，合成得到的異菸酸酰二正葵胺的衍生物均可以作為pH電極載體。(2)高分子pH敏感膜制備工藝
由4％-7％的pH敏感載體菸酰二正葵胺、25％-30％的增塑劑鄰硝基苯基辛醚、2％-3％的抗陰離子干擾劑四苯硼酸鉀和60％-66％的8％PVC的四氫呋喃溶液混合，攪拌成清澈、透明的粘稠液體，傾入玻璃板上的玻璃杯內(nèi)，蓋上濾紙，室溫下晾干2天成膜。(3)高分子膜pH電極形成
用打空器切下直徑1-10mm的異菸酸酰二正葵胺載體高分子膜圓片，以5％PVC的四氫呋喃溶液將圓片粘于不同直徑及長(zhǎng)度1-10cm的硬PVC管上，12小時(shí)后，在PVC管中充入內(nèi)充液(pH5.6緩沖液)并裝入Ag/AgCl參比電極，構(gòu)成高分子膜pH電極。
發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及積極效果與玻璃膜pH電極相比本發(fā)明的高分子膜pH電極的性能參數(shù)有大的改進(jìn)，本發(fā)明pH電極不僅適用玻璃電極使用的體系，而且適用玻璃電極不適用的體系，如在低溫、純水、含氟溶液及臨床醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域。
本發(fā)明可用于運(yùn)載火箭中生理液pH值變化的監(jiān)測(cè)，由于玻璃膜pH電極不抗震、不能制備成全固態(tài)狀，因此不適用運(yùn)載火箭中生理液環(huán)境的pH電極值測(cè)定環(huán)境。本發(fā)明的新型pH電極在地面模擬火箭狀態(tài)下測(cè)試2個(gè)月未見(jiàn)性能下降適合于這種特殊的測(cè)定環(huán)境。
本發(fā)明還可用于火力發(fā)電廠循環(huán)高純水pH值測(cè)定。由于玻璃膜pH電極的高阻抗在高純水的測(cè)定不穩(wěn)定而不適用，本發(fā)明的新型pH電極在該純水體系中測(cè)定3個(gè)月，性能優(yōu)良。
玻璃膜pH電極與本發(fā)明的高分子膜電極性能參數(shù)對(duì)照如下表


圖1是電極底部圖2是電極外型圖3是電極剖面圖。
具體實(shí)施方式
(1)pH敏感載體異菸酰二正葵胺的合成
合成路線
取1摩爾菸酸與2摩爾的新蒸餾的氯化亞砜在燒瓶中反應(yīng)4小時(shí)，蒸去過(guò)量的氯化亞砜后，再減壓蒸餾出菸酰氯。按1∶1摩爾的菸酰氯與二正葵胺在氮?dú)獗Ｗo(hù)下于140℃反應(yīng)6小時(shí)，蒸去過(guò)量的菸酰氯，冷卻至室溫，得粗產(chǎn)品。將粗產(chǎn)品經(jīng)硅膠過(guò)柱，以氯仿和乙酸乙酯為洗滌液洗脫，獲純異菸酰二正葵胺產(chǎn)品。
菸酰二正葵胺的結(jié)構(gòu)式為
(2)高分子pH敏感膜制備工藝
稱(chēng)取20mg pH敏感載體菸酰二正葵胺、450mg增塑劑鄰硝基苯基辛醚、4mg抗陰離子干擾劑四苯硼酸鉀和2g 8％PVC的四氫呋喃溶液混合，攪拌成清澈、透明的粘稠液體，傾入玻璃板上的玻璃環(huán)(直徑約32mm)內(nèi)，蓋上濾紙，室溫下晾干2天成膜。(3)高分子膜pH電極的裝配
用打空器切下不同直徑(1-10mm)的圓片，以5％PVC的四氫呋喃溶液將圓片粘于不同直徑及不同長(zhǎng)度(1-10cm)的硬PVC管上。12小時(shí)后，在PVC管中充入內(nèi)充液(pH5.6緩沖液)并裝入Ag/AgCl參比電極，構(gòu)成高分子膜pH電極。結(jié)構(gòu)參見(jiàn)圖1、圖2和圖3，從電極的底部看，1是高分子膜電極，2是酚醛樹(shù)脂NaCl參比電極，3是接線柱，4是Ag/AgCl，5是PVC外套，6是玻碳，7是導(dǎo)線。
權(quán)利要求
1、pH敏感載體異菸酸酰二正葵胺，其特征在于異菸酰二正葵胺的結(jié)構(gòu)式為
合成方法是先由菸酸與氯化亞砜反應(yīng)，蒸去過(guò)量的氯化亞砜后，再減壓蒸餾出菸酰氯；再將菸酰氯與二正葵胺在氮?dú)獗Ｗo(hù)下反應(yīng)，蒸去過(guò)量的菸酰氯，得粗產(chǎn)品；將粗產(chǎn)品經(jīng)硅膠過(guò)柱，以氯仿和乙酸乙酯為洗滌液洗脫，獲純菸酰二正葵胺產(chǎn)品。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的pH敏感載體異菸酸酰二正葵胺，其特征在于合成反應(yīng)中，當(dāng)反應(yīng)物為二正葵胺的同系物如二胺的碳原子數(shù)從8-32之間的仲胺時(shí)，合成得到的異菸酸酰二正葵胺的衍生物均可以作為pH電極載體。
3利用權(quán)利要求1或2所述的菸酸酰二正葵胺為載體形成的高分子膜pH電極，其特征在于
高分子膜的獲得是由4％-7％的pH敏感載體異菸酰二正葵胺、25％-30％的增塑劑鄰硝基苯基辛醚、2％-3％的抗陰離子干擾劑四苯硼酸鉀和60％-66％的8％PVC的四氫呋喃溶液混合，攪拌成清澈、透明的粘稠液體，傾入玻璃板上的玻璃杯內(nèi)，蓋上濾紙，室溫下晾干2天成膜。
形成高分子膜pH電極用打空器切下直徑1-10mm的異菸酸酰二正葵胺載體高分子膜圓片，以5％PVC的四氫呋喃溶液將圓片粘于不同直徑及長(zhǎng)度1-10cm的硬PVC管上，12小時(shí)后，在PVC管中充入內(nèi)充液(pH5.6緩沖液)并裝入Ag/AgCl參比電極，構(gòu)成高分子膜pH電極。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種pH敏感載體異菸酸酰二正葵胺，其結(jié)構(gòu)式(I)，本發(fā)明還涉及利用前述物質(zhì)形成的高分子膜pH電極，與玻璃膜pH電極相比本發(fā)明的高分子膜pH電極的性能參數(shù)有大的改進(jìn)，本發(fā)明pH電極不僅適用玻璃電極使用的體系，而且適用玻璃電極不適用的體系，如在低溫、純水、含氟溶液及臨床醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域。
文檔編號(hào)C07D213/00GK1418874SQ0212790
公開(kāi)日2003年5月21日 申請(qǐng)日期2002年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月27日
發(fā)明者袁若, 柴雅琴 申請(qǐng)人:西南師范大學(xué)