[發(fā)明專利]一種基于銀/納米銀的溶解硫化氫探測電極及其制備方法

有效

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• 申請日: 2011-10-27
• 公開（公告）號: CN102507682A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 葉瑛;丁茜;潘依雯;陳雪剛;夏枚生;張海燕
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: G01N27/30
• 分類號: G01N27/30
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 張法高

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電化學(xué)探測技術(shù)，尤其涉及一種基于銀/納米銀的溶解硫化氫探測電極及其制備方法。

背景技術(shù)

探測水相流體中溶解硫化氫含量在電化學(xué)領(lǐng)域在理論上和技術(shù)上均已成熟，通常是以Ag/Ag₂S為工作電極，Ag/AgCl為參比電極，介質(zhì)中溶解硫化氫含量與電極對之間的電位差有簡單的函數(shù)關(guān)系。商品Ag/Ag₂S電極是由銀粉壓制成片狀，自帶內(nèi)參比電解質(zhì)。這種電極體積較大，難以被集成到微型傳感器中使用；商品電極的玻璃外殼注定它只能在實驗室環(huán)境使用。

溶解硫化氫含量對環(huán)境安全、工程安全具有重要意義，稍有不慎即有可能引起傷亡事故甚至環(huán)境災(zāi)難，微型化、固體化的探測電極對于溶解硫化氫的在線監(jiān)測具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于銀/納米銀的溶解硫化氫探測電極及其制備方法。

基于銀/納米銀的溶解硫化氫探測電極具有第一銀絲，第一銀絲下部表面包覆有納米粒級的金屬銀微粒層，在金屬銀微粒層的表層包覆有Ag₂S敏感膜，在Ag₂S敏感膜上部包覆有絕緣層。

所述的絕緣層為：熱縮管包覆或絕緣涂料涂覆。

基于銀/納米銀的溶解硫化氫探測電極的制備方法的步驟如下：

1）將長度為5～15厘米的第一銀絲，表面用剛玉粉打磨，再用1～2M稀鹽酸或稀硝酸清洗，去離子水淋洗后干燥；

2）調(diào)節(jié)函數(shù)信號發(fā)生器，使其產(chǎn)生正弦波函數(shù)信號，峰值為600～1000mV，頻率為50Hz；然后在函數(shù)信號發(fā)生器輸出電壓的正極(負極)與二極管的正極(負極)相接，二極管的另一極與示波器的信號通道相接，觀察示波器圖形，顯示獲得的電源是峰值為450～800mV，頻率為50HZ的半正弦波載波直流電源；

3）將打磨清洗好的第一銀絲的一端通過導(dǎo)線與函數(shù)信號發(fā)生器輸出電壓的負極相接，將第二銀絲的一端通過導(dǎo)線與二極管負極相接，第一銀絲和第二銀絲的另一端同時插入放有濃度為0.1～0.2M的AgNO₃溶液的電鍍池中通電1.5～3min，第一銀絲下部表面在載波直流電的作用下形成長度為5～8厘米的金屬銀微粒層；

4）取出第一銀絲，將第一銀絲下部表面的金屬銀微粒層浸泡在濃度為0.1～0.3M的Na₂S或（NH₄）₂S溶液中反應(yīng)2～5min，在金屬銀微粒層表面形成Ag₂S敏感膜，用去離子水沖洗，干燥；

5）將Ag₂S敏感膜下部預(yù)留0.5～1.5厘米，其余部分用熱縮管包覆，或絕緣涂料涂覆，制得基于銀/納米銀的溶解硫化氫探測電極。

本發(fā)明所提出的溶解硫化氫探測電極的特點，是將包覆有納米銀微粒的銀絲作為電極基材，大大提高了探測靈敏度并減小了電極的體積。和現(xiàn)有的商品Ag/Ag₂S電極相比，它具有體積小，探測響應(yīng)快，靈敏度高，檢測下限極低，使用壽命長等優(yōu)點。

本發(fā)明提出的制備方法的特色，是用程序控制的載波直流電在銀絲表面鍍上一層納米銀微粒；工業(yè)電鍍使用的是恒壓直流電，在工件上形成厚度均勻電鍍層。將載波直流電用于電鍍，并在銀絲表面形成納米銀顆粒，這是本發(fā)明的特色。作為電源使用的函數(shù)信號發(fā)生器是商業(yè)產(chǎn)品，只要能產(chǎn)生峰值為600至1000mV，頻率為50Hz正弦波函數(shù)信號，對型號無特殊要求。連接在電源正極上的二極管起濾波作用，以保證電源的正負極穩(wěn)定，二極管的技術(shù)參數(shù)應(yīng)與輸出電壓匹配，無其它特殊要求。

本發(fā)明提出溶解硫化氫探測電極適合于有硫化氫產(chǎn)生的工業(yè)部門的在線監(jiān)測，也適合于天然硫化氫排放源的實時觀測、長期監(jiān)測和科學(xué)研究，如：火山熱液、火山噴氣、地?zé)帷⒑５谉嵋骸⑹豌@井等場合。

附圖說明

圖1是基于銀/納米銀的溶解硫化氫探測電極結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是基于銀/納米銀的溶解硫化氫探測電極制備裝置結(jié)構(gòu)示意圖（二極管正極和信號發(fā)生器正極連接方式）；

圖3是在梯度為10^-1M~10^-7M的硫離子溶液里標定基于銀/納米銀的溶解硫化氫探測電極的性能曲線；

圖4是在梯度為10^-1M~10^-8M的硫離子溶液里標定基于銀/納米銀的溶解硫化氫探測電極的性能曲線。

具體實施方式