專利名稱:超低阻電極敏感玻璃的制作方法
本發(fā)明是屬于電極，特別是玻璃電極的發(fā)明(G01N27/36)。
離子選擇性玻璃電極的技術(shù)關(guān)鍵是電極敏感玻璃的組成。目前世界上各種類型的鈉離子選擇性玻璃電極都具有很高的內(nèi)阻。例如，室溫下，實驗室用球形電極內(nèi)阻約為100兆歐;微電極(球直徑為2毫米)內(nèi)阻為1200-2000兆歐;矛形電極內(nèi)阻為150-200兆歐;生理醫(yī)學(xué)用微電極內(nèi)阻約為2000兆歐。此外，這類電極在測試過程中，響應(yīng)時間長，電感應(yīng)噪聲大，并且要求測量儀器有較高的輸入阻抗與較低的輸入電流，由此相應(yīng)提高了儀器的成本。另外，由于電極內(nèi)阻大，也給非水介質(zhì)的測定帶來了許多困難，也不適用于野外條件下的原位測定以及低溫條件下的測定。
鈉離子選擇性玻璃電極敏感玻璃的主要組成分為氧化硅(SiO2)、氧化鋁(Al2O3)和氧化鈉(Na2O)，少數(shù)為氧化硅(SiO2)、氧化鋁(Al2O3)和氧化鋰(Li2O)。為了得到有著較低內(nèi)阻并且同時具有良好的線性功能和化學(xué)穩(wěn)定性的玻璃電極。世界各國研究人員采取了各種不同的方法，其結(jié)果都不太理想。例如1、采用降低敏感玻璃組成分中氧化硅(SiO2)和氧化鋁(Al2O3)的含量，增加氧化鈉(Na2O)的含量來降低電極內(nèi)阻，其結(jié)果是電極內(nèi)阻下降幅度不大，卻使電極的線性功能范圍縮小，化學(xué)穩(wěn)定性大大下降。2、敏感玻璃組成分中加入某些放射性元素氧化物，電極內(nèi)阻可在小范圍內(nèi)下降，但由于電極具有放射性，從而不適合于醫(yī)學(xué)上應(yīng)用。3、敏感玻璃組成分中加入氧化鉭(Ta2O5)來降低電極內(nèi)阻(美國專利USPatent4033777)，盡管電極內(nèi)阻有較大程度的下降，但由于鉭離子(Ta+5)有較大半徑，不能牢固地結(jié)合在敏感玻璃結(jié)構(gòu)內(nèi)，致使電極化學(xué)穩(wěn)定下降，使用壽命縮短(一般為3個月左右)。
本發(fā)明的目的是提供一種新的鈉離子選擇性玻璃電極的敏感玻璃。它不但能夠大大降低鈉離子選擇性玻璃電極的內(nèi)阻，而且使電極具有良好的線性、選擇性及較高的化學(xué)穩(wěn)定性。
本發(fā)明的關(guān)鍵是在敏感玻璃組成分中加入了能夠較大幅度降低電極內(nèi)阻的元素氧化物-氧化錫(SnO2)，它使敏感玻璃內(nèi)載運電荷的載流子數(shù)增加，從而降低了電極的內(nèi)阻，而且由于它能牢固地結(jié)合在敏感玻璃結(jié)構(gòu)中，因而使電極的化學(xué)穩(wěn)定性提高。在這種敏感玻璃組成分中還可加入少量稀土元素氧化物。例如氧化鐠(Pr2O3)或氧化鐿(Yb2O3)或氧化鉺(Er2O3)。
當(dāng)在敏感玻璃組成分中加入氧化鐠(Pr2O3)時，其組成分配比可取表1，當(dāng)加入氧化鐿(Yb2O3)時，其組成分配比可取表2，當(dāng)加入氧化鉺(Er2O3)時，其組成分配比可取表3。
表1、
表2
使用本發(fā)明制造電極時，相應(yīng)的支桿玻璃應(yīng)具有以下性能比熱0.20-0.25(20-95℃)熱膨脹系數(shù)102×10-7/℃～110×10-7/℃電阻率≥1012歐姆·厘米(20℃)介電常數(shù)5.1～6.2(2MHz)
使用本發(fā)明制成的鈉離子選擇性玻璃電極的主要技術(shù)性能如下
使用本發(fā)明制成的鈉離子選擇性玻璃電極可以應(yīng)泛應(yīng)用于下列各個方面1、在臨床醫(yī)學(xué)上，用微小型低阻鈉離子選擇性玻璃電極測定血液中的鈉;
2、在聚合物研究中，用低阻鈉離子選擇性玻璃電極測定聚丙烯酰胺衍生物中的鈉;
3、在非水分質(zhì)中測定有色冠醚與鈉離子配合物的穩(wěn)定性常數(shù);
4、在低溫條件下測定有機酸的分子量;
5、在電力工業(yè)中，測定高溫高壓鍋爐冷卻凝結(jié)水的鈉;
6、其它常規(guī)測定。
權(quán)利要求
1.一種鈉離子選擇性玻璃電極敏感玻璃，主要組成分是氧化硅(SiO2)、氧化鋁(Al2O3)和氧化鈉(Na2O)，其主要特征是組成分中含有錫的氧化物-氧化錫(SnO2)。
2.一種按權(quán)利要求
1所說的敏感玻璃，其主要特征是氧化錫(SnO2)的重量百分比為0.2-8%。
3.一種按權(quán)利要求
1或2所說的敏感玻璃，其主要特征是組成分中含有少量稀土元素氧化物。
4.一種按權(quán)利要求
3所說的敏感玻璃，其特征是所說的稀土元素氧化物為氧化鐠(Pr2O3)。
5.一種按權(quán)利要求
3所說的敏感玻璃，其特征是所說的稀土元素氧化物為氧化鐿(Yb2O3)。
6.一種按權(quán)利要求
3所說的敏感玻璃，其特征是所說的稀土元素氧化物為氧化鉺(Er2O3)。
7.一種按權(quán)利要求
4所說的敏感玻璃，其特征是氧化鐠的重量百分比為0.5-8%。
8.一種按權(quán)利要求
5所說的敏感玻璃，其特征是氧化鐿的重量百分比為0.5-8%。
9.一種按權(quán)利要求
6所說的敏感玻璃，其特征是氧化鉺的重量百分比為0.5-8%。
專利摘要
本發(fā)明屬于玻璃電極的發(fā)明，這種電極的敏感玻璃組成分中含有氧化錫(SnO
文檔編號C03C3/076GK85105990SQ85105990
公開日1987年2月25日 申請日期1985年8月6日
發(fā)明者蘇渝生 申請人:中國科學(xué)院南京土壤研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan