專利名稱：全固態(tài)參比電極的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種參比電極，特別是涉及一種全固態(tài)含有納米材料的參比電極。
背景技術(shù)：
目前在海水中進行電化學(xué)測量時常用的參比電極有甘汞電極、銀/氯化銀電極、銅/硫酸銅電極、高純鋅電極等。而在深海腐蝕的電化學(xué)測量中，由于海水深處的壓力可以達到幾十個大氣壓甚至更高，傳統(tǒng)的銀/氯化銀電極和甘汞電極，由于其外殼多為玻璃，易碎，因而不適宜在較高壓力下使用；除了外殼不能用玻璃外，由于參比電極含有內(nèi)參比液，還必須加上特殊的耐壓裝置，這使得電極結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，不僅存在難以估算的液接電位，還需要經(jīng)常補充參比液，使用起來極不方便。銅/硫酸銅參比電極也存在類似問題。鋅電極是金屬電極，其長期穩(wěn)定性不很理想。近年來，文獻報道過許多固態(tài)參比電極，大多數(shù)與銀/氯化銀電極有關(guān)，銀/氯化銀電極的可逆性好，穩(wěn)定性高，重現(xiàn)性好，其制備方法有熱電解法、粉壓法等。其中熱電解法制備的電極性能雖好，但制備麻煩，只適宜尺寸小的電極，具有銀沉積層粘附不牢，長期穩(wěn)定性差，而且不耐高壓等缺點，因而不適于長期浸泡在海水中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種改進的全固態(tài)參比電極，它能克服現(xiàn)有參比電極的上述缺點。
一種全固態(tài)參比電極，有電極腔體，該腔體內(nèi)裝有電極芯，電極腔體上部有電極帽，電極芯上接有導(dǎo)線，其特征是所述的電極芯是由納米級氯化銀粉末、純銀粉、改性和修飾物所組成，它們的重量比為1∶0.1-0.8∶0.01-0.1。
本發(fā)明的電極芯經(jīng)粉壓成型能夠在壓力高達10000公斤/厘米2的體系中使用。電極內(nèi)無內(nèi)參比液，直接與含有氯離子的待測液(海水)接觸構(gòu)成銀/氯化銀參比電極。這種電極芯的性能依賴于銀—氯化銀—電解質(zhì)三相界面的大小，由于納米材料比表面積大，可以大幅度的增加三相界面的面積，使電極不易極化，可以明顯提高電極的穩(wěn)定性可以避免燒結(jié)過程，簡化了電極的制作工藝。壓力緩沖腔體含有透水性隔膜和固態(tài)填充物，易拆卸和清洗，便于維護。


及
具體實施例方式
。
附圖1為全固態(tài)參比電極的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖2為拆卸式緩沖腔體的結(jié)構(gòu)示意圖。
本全固態(tài)參比電極有一電極腔體2，該腔體2內(nèi)裝有電極芯1，電極腔體2上部有電極帽4、6，電極芯1上接有導(dǎo)線5，其特征是所述的電極芯1是由納米級氯化銀粉末、純銀粉、改性和修飾物所組成，它們的重量比為1∶0.1-0.8∶0.01-0.1。
制作電極芯1時，首先制備納米級氯化銀粉末，采用室溫固相法將硝酸銀和氯化鉀按照相同摩爾比混合，充分研磨0.5h反應(yīng)后，經(jīng)洗滌過濾，真空干燥數(shù)小時即得白色的氯化銀粉末。透射電鏡掃描顯示，該粉末粒徑在50nm左右。然后將10g氯化銀粉末和5g 200目的純銀粉混合均勻，并加入0.5g改性和修飾物，粉壓成型制成電極芯1。該電極芯1壓制壓力為1000公斤/厘米2至15000公斤/厘米2，為提高強度，可以盡量采用較大的壓制壓力?？梢赃x擇的改性和修飾物為溴化銀、碘化銀或硫化銀等銀鹽。電極芯1由下部為純銀絲的銅導(dǎo)線5接出，以避免電偶腐蝕對電極穩(wěn)定性的影響。
本發(fā)明由于其特殊的使用環(huán)境，電極腔體2的材料必須是耐腐蝕、耐高壓的高分子聚合物，故采用聚四氟乙烯類材料為佳。
可拆卸式緩沖腔體7有一個透水性隔膜8，腔體7內(nèi)裝有固體填充物9。透水性隔膜8可以是素?zé)沾赡?、聚全氟乙丙烯膜、聚偏氟乙烯膜、氟橡膠膜等，其作用是讓海水自由通過，同時隔離海水中大顆粒的雜質(zhì)，以避免污染電極芯1的表面。固體填充物9可以是沸石、陶瓷氧化物或硅藻土，其作用是進一步過濾海水中的雜質(zhì)，同時減小海水對電極芯1的直接壓力，延長電極在深海中的使用壽命。緩沖腔體7內(nèi)設(shè)有放置固體填充物9的網(wǎng)狀底板10。由于經(jīng)過凈化后的海水可以在緩沖腔體7內(nèi)自由通過到達電極芯1的表面，所以緩沖腔體7的使用不會導(dǎo)致電極內(nèi)阻的增大，也不會影響電極的性能。根據(jù)需要，在實驗室或淺海使用時，該緩沖腔體也可以不安裝使用。網(wǎng)狀底板10的材料可以采用聚四氟乙烯或聚三氟乙烯。
權(quán)利要求
1.一種全固態(tài)參比電極，有電極腔體(2)，該腔體(2)內(nèi)裝有電極芯(1)，電極腔體(2)上部有電極帽(4)、(6)，電極芯(1)上接有導(dǎo)線(5)，其特征是所述的電極芯(1)是由納米級氯化銀粉末、純銀粉、改性和修飾物所組成，它們的重量比為1∶0.1-0.8∶0.01-0.1。
2.如權(quán)利要求1所述的參比電極，其特征是它配備一個可拆卸式緩沖腔體(7)，后者有一個透水性隔膜(8)，并裝有固體填充物(9)，緩沖腔體(7)內(nèi)設(shè)有放置固體填充物(9)的網(wǎng)狀底板(10)。
3.如權(quán)利要求1所述的參比電極，其特征是所述的改性和修飾物為溴化銀、碘化銀或硫化銀。
4.如權(quán)利要求1所述的參比電極，其特征是所述的透水性隔膜(8)為素?zé)沾赡?、聚全氟乙丙烯膜、聚偏氟乙烯膜、氟橡膠膜。
5.如權(quán)利要求1所述的參比電極，其特征是所述的固體填充物(9)為沸石、陶瓷氧化物或硅藻土。
全文摘要
一種全固態(tài)參比電極，有電極腔體，該腔體內(nèi)裝有電極芯，電極腔體上部有電極帽，電極芯上接有導(dǎo)線，其特征是所述的電極芯是由納米級氯化銀粉末、純銀粉、改性和修飾物所組成，它們的重量比為1∶0.1－0.8∶0.01－0.1。本發(fā)明的電極芯經(jīng)粉壓成型能夠在壓力高達10000公斤/厘米
文檔編號G01N27/26GK1514235SQ0313885
公開日2004年7月21日 申請日期2003年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月24日
發(fā)明者向斌, 粟京, 李焰, 張勝濤, 苗燕, 徐小英, 侯保榮, 向 斌 申請人:中國科學(xué)院海洋研究所, 中海石油研究中心, 中國海洋石油總公司