[發明專利]一種基于銀/亞硫酸銀的固體亞硫酸根電極及其制備方法

有效

• 申請號: 201310411468.5
• 申請日: 2013-09-11
• 公開（公告）號: CN103472107A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 葉瑛;賈健君;黃元鳳;殷天雅;秦華偉;張斌;潘依雯;陳雪剛;夏枚生
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01N27/30
• 分類號: G01N27/30;G01N27/333
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 張法高

技術領域

本發明涉及一種基于銀/亞硫酸銀的固體亞硫酸根電極及其制備方法。

背景技術

硫是自然界最常見的化學元素，也是常用的食品、化工、制藥原料。在自然界，由于環境中氧含量不同，硫可以呈不同的化合態，包括6價（硫酸根）、4價（亞硫酸根），0價（硫磺）和-2價（硫離子）。探測水體中不同價態硫的分布，對于認識生態環境，微生態環境具有重要意義。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于銀/亞硫酸銀的固體亞硫酸根電極及其制備方法。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

基于銀/亞硫酸銀的固體亞硫酸根電極包括銀絲、亞硫酸銀、遮光膜、熱縮管，銀絲下部表面原位電鍍一層亞硫酸銀，在亞硫酸銀的外表面包覆一層遮光膜，銀絲的中部和遮光膜的上部包覆有熱縮管。

所述的遮光膜以質量百分比計其組成為：炭粉8-10%，三十二烷基甲基氯化銨1-2%，四(4-氯苯基)硼酸鉀鹽0.6-1%，四氫呋喃或二甲基甲酰胺87-90%。

基于銀/亞硫酸銀的固體亞硫酸根電極的制備方法的步驟如下：

1）將直徑為0.5至1毫米，長度為5至15厘米的銀絲依次在丙酮和稀酸中清洗，以除去表面油污和氧化膜，再用去離子水清洗后干燥；

2）將可溶性亞硫酸鹽溶解于5至10倍的水中，配制成可溶性亞硫酸鹽溶液；

3）配制遮光膜溶液/懸混液，以質量百分比計其組成為：炭粉8-10%，三十二烷基甲基氯化銨1-2%，四(4-氯苯基)硼酸鉀鹽0.6-1%，四氫呋喃或二甲基甲酰胺87-90%。

4）以銀絲為工作電極，即陽極，石墨為參比電極，Pt片為輔助電極，即陰極，接在電化學工作站上，將上述三支電極浸入到可溶性亞硫酸鹽溶液中，采用循環掃描電位法，掃描速率為30至80mVs^-1，電位范圍0至1V，掃描1至10個循環，在銀絲表面形成亞硫酸銀，電鍍完成后用水清洗，然后用紙巾吸干；

5）用包覆有亞硫酸銀的銀絲部分快速蘸取配制好的遮光膜溶液/懸混液，然后倒置晾干；

6）將熱縮管包覆在銀絲的中部和遮光膜的上部，即得到固體亞硫酸根電極。

所述的稀酸是質量百分比濃度為5%至15%的鹽酸、硫酸、硝酸中的一種或數種。

所述的可溶性亞硫酸鹽是亞硫酸鉀、亞硫酸鈉、亞硫酸銨的一種或數種。

本發明提供的固體亞硫酸根電極結構小巧，易于和其它電極集成使用，且制備方法簡便。這種固體亞硫酸根電極適用于在海洋、湖泊、海流等天然水域中探測亞硫酸根離子的濃度，對水環境變化進行長期在線監測，也適用于工業企業的排放和生產過程進行在線觀測。

附圖說明：

圖1是基于銀/亞硫酸銀的固體亞硫酸根電極的結構示意圖；

圖中：銀絲1、亞硫酸銀2、遮光膜3、熱縮管4。

具體實施方式

基于銀/亞硫酸銀的固體亞硫酸根電極包括銀絲1、亞硫酸銀2、遮光膜3、熱縮管4，銀絲1下部表面原位電鍍一層亞硫酸銀2，在亞硫酸銀2的外表面包覆一層遮光膜3，銀絲1的中部和遮光膜3的上部包覆有熱縮管4。所述的銀絲1需要包覆亞硫酸銀與遮光膜的僅為用作探測一端的1厘米左右的長度，其余部分用作信號傳遞的導體，無需包覆。

銀絲1一方面是電極的基材，同時也是響應信號的導體。包覆在銀絲1上的亞硫酸銀2起著亞硫酸根離子敏感膜的作用，水體中的溶解的亞硫酸根會在工作電極和參比電極之間形成響應電動勢，即電壓型響應信號。由于亞硫酸銀見光易分解，最外層的遮光膜起著阻隔光線的作用，它還兼有親水性和耐水性。

所述的遮光膜以質量百分比計其組成為：炭粉8-10%，三十二烷基甲基氯化銨1-2%，四(4-氯苯基)硼酸鉀鹽0.6-1%，四氫呋喃或二甲基甲酰胺87-90%。其中炭粉為吸光材料，盡量使用納米至亞微米粒級的炭粉，如乙炔炭粉，其平均粒度通常在0.1至0.5微米。三十二烷基甲基氯化銨屬季銨鹽類化合物，在配方中能改善膜的親水性，使水溶性陰離子易于透過。四(4-氯苯基)硼酸鉀鹽是成膜劑，它所形成的膜能允許陰離子通過，但阻止陽離子透過，因此它在配方中兼有屏蔽陽離子的作用。因溶劑揮發性較強，遮光膜溶液應現配現用，不要儲存。

基于銀/亞硫酸銀的固體亞硫酸根電極的制備方法的步驟如下：

1）將直徑為0.5至1毫米，長度為5至15厘米的銀絲1依次在丙酮和稀酸中清洗，以除去表面油污和氧化膜，再用去離子水清洗后干燥；