[發明專利]一種用pH電極實時測定氣體pH值的方法

有效

• 申請號: 201410023799.6
• 申請日: 2014-01-20
• 公開（公告）號: CN103852500A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發明（設計）人: 肖丹;楊欽蘭;郭勇;朱曉瓊
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: G01N27/26
• 分類號: G01N27/26;G01N27/333;G01N27/00
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技術領域

本發明涉及一種用pH電極實時測定氣體pH值的方法，適用于通過測定氣體pH值對產品質量進行研究的領域。

背景技術

研究表明，非中性氣體物質（如SO₂，CO₂，HCl，H₂S，NH₃等）的存在對周圍環境的酸堿度影響很大，氣體的酸堿性對于處在該環境中的產品的質量具有極大的影響；尤其是HF、SO₂等毒性和腐蝕性極強的物質，對人體危害極大。近幾十年來，氣體的pH作為工業生產中用于產品控制和質量評估的重要參數之一，在很多領域都得到了廣泛的關注。比如，在氨/尿素的SCR?過程中，對氣體進行pH測定可以控制氨的濃度；在煙草行業，對煙氣的pH進行測定可以對煙的質量進行評估，也可以用于指導煙的生產；甚至在一些工業中，通過檢測酸堿性氣體產物可以判斷設備是否出現故障。

隨著現代科學技術的發展，雖然各種新的或特殊用途的pH傳感器得到了廣泛的研究,但是傳統的玻璃電極由于不受氧化劑、還原劑和其他雜質的影響而依然被廣泛應用。目前，用玻璃電極測定氣體pH值的方法主要是先用溶液吸收待測氣體，振蕩混勻后再測定該溶液的pH值，以測定的溶液的pH值作為氣體的pH值。雖然這種方法準確性和重現性都較好，但是不能實時測定氣體的pH值。在實時測定氣體的pH值方面，前人也做了一些相關工作。1967年，Sensarbaugh和Cundiff等提出一種測定氣體pH的方法（Tob.?Sci.?1967?(10)：25—30），該方法是先在pH電極表面涂上一層均勻的pH=7.0的緩沖溶液液膜，再用該電極測定氣體的pH值。該方法的不足之處在于涂在pH電極表面的緩沖溶液不能完全萃取氣體，且對氣體pH的微小變化有一定的影響，加之電極有一定的平衡時間，所以所測得的pH不能反映真實的氣體pH值。為了克服這種方法存在的缺陷，KLUS等人在1981年CORESTA的煙氣研究會議中提出了一種新的方法，該方法直接用pH電極測定氣體的pH。該方法方便快捷，但不足之處在于pH計不適用于氣相物質的直接測定。1999年，加拿大煙草工作者提出了一種測定煙氣pH值的新方法（Health?Canada，1999,?T-113，1-11），該方法用亞麻線纏繞在電極的結點以改裝pH電極，改裝后的pH電極在緩沖溶液中浸濕后用于測定氣體pH。該方法跟Sensarbaugh等提出的方法很相似，雖然在一定程度上解決了pH電極表面的緩沖溶液不能完全萃取氣體的問題，但是操作較為復雜，且依然存在緩沖液對氣體pH的微小變化有一定影響這一問題。因此，進一步建立簡單快捷并能準確地實時地測定氣體pH值的方法，是我們需要進一步解決的問題，也是一項很重要的課題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是用一種簡便、快捷的方法實時測定氣體pH值。

本發明解決該技術問題所提供的用pH電極實時測定氣體pH值的方法為：先將pH電極放入聚乙二醇-20000、聚乙烯醇、淀粉等大分子物質和聚乙二醇-200、甘油等小分子物質的水溶液中，在pH電極的玻璃膜表面形成一層吸收液膜；再將pH電極迅速放入流通池中并開始記錄數據，體系穩定后通入待測氣體，檢測待測氣體引起的pH電極的變化即可測得氣體的pH值。

本發明的優點在于：采用聚乙二醇-20000、聚乙烯醇、淀粉等大分子物質和聚乙二醇-200、甘油等小分子物質的水溶液在pH電極的玻璃膜表面形成吸收液膜，這些液膜的緩沖容量小，幾乎不干擾氣體pH的微小變化，并且液膜中的水分在測定過程中不易揮發，有助于體系的穩定；流通池的結構使得進入流通池的待測氣體能與pH電極玻璃膜表面的吸收液膜充分接觸，pH電極對氣體能做出快速的響應；測定方法簡便、快捷，能實時地連續地測定氣體的pH值。

附圖說明

本說明書包括如下四幅附圖：

圖1是pH電極在流通池內測定氣體pH值的示意圖，圖中1為玻璃膜表面有一層吸收液膜的pH復合電極，2為流通池；

圖2是以50%甘油水溶液在pH電極的玻璃膜表面形成吸收液膜，測定含有二氧化碳的樣品氣體時的信號響應示意圖；

圖3是PEG-20000含量為0%和10%的水溶液形成的吸收液膜的穩定性對比圖；

圖4是PEG-20000含量為0%和10%的水溶液形成的吸收液膜對氣體的響應性對比圖；

圖5是以10%?PEG-20000水溶液在pH電極的玻璃膜表面形成吸收液膜，測定一系列不同二氧化碳含量的樣品氣體時的信號響應示意圖。