[發明專利]采用高溫熔融的方法制作碘離子選擇性電極晶體膜

在審

• 申請號: 201310218712.6
• 申請日: 2013-06-04
• 公開（公告）號: CN103308581A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 鄭靜雨
• 主分類號: G01N27/333
• 分類號: G01N27/333
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于分析化學領域，涉及一種采用高溫熔融的方法制作碘離子選擇性電極晶體膜。

背景技術

適量的碘元素對人體健康和生長發育非常重要，但碘缺乏或碘過量引起的疾病防治一直依據光學的檢測方法，因光學檢測方法樣品處理復雜、操作過程繁瑣和劇毒試劑污染等問題,僅限于實驗室而無法普及推廣應用。目前包括中國在內的許多國家都采取食鹽加碘的統一補碘方針來防治碘缺乏病。但受到人群和地域差異等因素的影響，食鹽加碘的統一補碘方針又帶來某些地區或特定人群碘過量的弊端。尋找一種科學簡便的檢測方法長期困擾著人們，離子選擇性電極方法因為準確性高、操作簡單、檢測快速、成本低廉、無毒無害、易于普及推廣等優點長久以來一直廣泛應用于各個領域。

目前碘離子選擇性電極晶體膜的制作方法是“粉壓法”，是將碘化銀（AgI）細晶粉末分散在以硫化銀（Ag₂S）為“骨架”材料中，按一定比例混合研磨至極細粉末，在一定壓力（1?MPa～10⁵MPa）條件下焙燒(溫度為150℃～280℃)制作而成。這部分內容參閱《儀器分析》石杰主編?鄭州大學出版社?2003年1月第二版。

碘化銀在室溫的穩定形式為黃色粉末狀晶體，不能單獨壓成純碘化銀片而用作碘離子選擇性電極的晶體膜，在加熱或加壓時，碘化銀經歷數種固相轉變，由加壓制成的薄片慢慢又恢復為室溫穩定的形式，并在此過程中碎裂成粉末狀，當與硫化銀為“骨架”材料混合加熱加壓壓片時，碎裂現象不再發生。這部分內容參閱《離子選擇性電極》[美]?R.A.德斯特?主編?科學出版社1976年。

這種粉壓法制作的晶體膜碘離子選擇性電極時存在以下兩方面的問題。

第一，抗干擾能力差。用碘離子選擇性電極測試尿碘時，易受到氯離子（Cl^-）和有機物質的嚴重干擾，這部分內容參閱《用離子選擇性電極快速測定尿碘》中華預防醫學雜志1992年?第3期?山東農業大學?楊景芝?楊世鉞?孫衍華?山東省地方病防治研究所?姜瑞君?胡丕英等，以及參閱《尿碘的離子選擇性電極測定法》化學傳感器1986年04期?趙法蘭?蘇海芹?姚協貞。

按分析純碘化銀（AgI）的質量標準，碘化銀的氯化物含量應小于0.05%，其它微量雜質或有機物質雜質的含量也應小于規定值，這些雜質在粉壓時連同碘化銀一起壓于晶體膜中，在對樣品的測試過程中，雜質也產生相應的離子電壓響應，這一過程稱為干擾離子對被測離子的干擾，理論上用被測離子對干擾離子的選擇性系數表示，由擴展的能斯特方程計算：

????

式中??：離子i對離子j的選擇性系數；?

：待測離子活度；??

：干擾離子活度；??

：被測離子的離子電荷數；??

：干擾離子的離子電荷數；??

：斜率；??

：離子選擇電極與參比電極之間的總電位；??

：為特定離子選擇電極/參比電極對的特征常數。

這部分內容參閱《儀器分析》石杰主編?鄭州大學出版社?2003年1月第二版。

經發明人實驗或查閱國內外試驗數據資料顯示，由粉壓法制作的晶體膜碘離子選擇性電極，碘離子對氯離子的選擇性系數一般在10^-3～10^-4之間，這與分析純碘化銀（AgI）中的氯化物雜質含量0.05%相吻合，說明微量雜質含量的數量級決定了該微量雜質選擇性系數的數量級，故而判斷選擇性系數與雜質可能存在一定的“相關性”。當干擾大到一定程度就會使測試無法正常進行，例如進行人體尿碘測試時，如果使用粉壓法制作的晶體膜碘離子選擇性電極，碘離子對氯離子的選擇性系數在10^-3～10^-4之間，由于尿液中氯離子濃度大于碘離子濃度的10³～10⁴倍，故測試時的碘離子信號被氯化物雜質信號所覆蓋，抗干擾能力無法達到直接測試人體尿碘的要求，除非對樣品進行把氯離子從碘離子中分離的前期處理，否則無法測試，但這樣就增加了測試難度和成本。

第二，性能指標不佳。粉壓法制作的晶體膜碘離子選擇性電極由于受到碘化銀和硫化銀粉末的細微程度、混入空氣、加工壓力、焙燒時間、焙燒溫度及溫度梯度等因素影響，這種加工工藝使晶體膜的內部密度不高，易產生微小的空隙或裂紋，使碘離子選擇性電極的測量范圍、響應速度、準確度、穩定性、內阻和壽命等性能指標不理想，批量生產時一致性較差。