[發明專利]一種高比表面積泡沫碳基Ag/AgCl電場電極制備方法

有效

• 申請號: 201610524094.1
• 申請日: 2016-07-05
• 公開（公告）號: CN107576699B
• 公開（公告）日: 2019-08-09
• 發明（設計）人: 付玉彬;劉昂;宰學榮;宰敬喆;柴方剛;田雨華
• 申請（專利權）人: 中國海洋大學
• 主分類號: G01N27/30
• 分類號: G01N27/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種高比表面積泡沫碳基Ag/AgCl電場電極制備方法，該電極利用高比表面積泡沫碳作為基體材料，首先將連接碳板的泡沫碳加工成一定形狀，經活化、清洗及干燥處理，然后泡沫碳表面電化學預鍍金屬銅或鎳，通過化學鍍銀的方法沉積金屬銀，經過電鍍加厚形成均勻銀層，再利用電解沉積方法在銀表面生成氯化銀層；最后將泡沫碳基Ag/AgCl電極安裝于微孔管內，填充填料，通過與泡沫碳相連接的碳板引出導線，得到泡沫碳基高比表面積Ag/AgCl電場電極。該電極具有高比表面積、高穩定性以及低電位漂移量，并且兩相同電極之間的電位差值小、自噪聲低，可較好的應用于海洋寬頻域電場信號監測以及金屬防腐領域。

技術領域

本發明涉及一種高比表面積泡沫碳基Ag/AgCl電場電極制備方法，具體涉及一種海洋寬頻域電場信號檢測和金屬腐蝕電位測試的高比表面積泡沫碳基Ag/AgCl電場電極制備方法。

背景技術

隨著科學技術的進步，在海洋開發利用過程中，電場信號測量具有重要的應用價值。在艦船的物理電場和海底地質結構的探測中電場信號得到了重要應用。

海水水體流動，切割地球磁場會產生相應的感應電場，這些電場信號能反映海洋環境多重信息。由于艦船大多為不同金屬結構組成，不同類型的金屬會產生不同的腐蝕電位，故當兩種不同金屬一起浸泡在海水中時，就會形成腐蝕回路，產生腐蝕電流。另外，為了艦船防腐，需人工施加陰極保護電流。這些電流最終會由于海水的作用流向螺旋槳，再從螺旋槳返回到艦船殼體，形成回路，由于螺旋槳的旋轉，引起回路中電阻的周期性變化，從而在海水中形成交變電場信號。另外，海底中不同地質結構對電場信號有不同的電場響應。依照此原理，主動向海底發射一種已知電場信號，觀察其反射后電場信號的變化規律，即可分析出海底的地質結構。但是電場信號在海水中衰減很快，且多以低頻信號為主，因此，海洋電場信號的監測需要靈敏度高、穩定性好的電極。在防腐領域，金屬材料保護不當極易發生腐蝕，尤其在海水環境中腐蝕會更為劇烈和嚴重，每年都給世界造成巨大經濟損失。精確測定材料腐蝕電位以控制腐蝕防護系統的防護電流在防腐領域至關重要，這也需要高穩定性且低自噪聲的參比電極。

目前用于電場監測和腐蝕監測的電極種類主要有：銅/硫酸銅電極、鉛/氯化鉛電極、銀/氯化銀電極等。這三種電極監測電場的原理相同，主要依靠不同的可逆反應，當周圍的電場信號發生變化時，可逆反應中的帶電離子受到電場的作用發生移動，導致可逆反應被打破，引起電極電勢變化。監測電極電勢變化可反推電場信號的變化情況。其中銅/硫酸銅電極對、鉛/氯化鉛電極對極差較大，主要用于陸地電場監測；銀/氯化銀電極目前主要通過粉末燒結制得，相比銅/硫酸銅電極和鉛/氯化鉛電極，粉末燒結銀/氯化銀電極具有電極性能穩定、使用壽命長等優點，但是其歐姆內阻大，抗極化能力差，電位易漂移，既影響電場測定又影響腐蝕監測。考慮到銀價格昂貴，成本高，如何既能提高電極穩定性、降低噪聲，又能降低成本，一直是人們追求的目標。電極比表面積越大，電極穩定性將會顯著提高，這將有利于海洋電場測試和腐蝕監測，對于提高整個系統的使用性能具有重要意義。泡沫碳基Ag/AgCl電場電極的制備一方面使用比表面積高、價格便宜、質量輕的泡沫碳作為基體材料，另一方面通過在泡沫碳表面使用化學和電化學方法沉積銀，得到厚度均勻的銀層，這種方法能使銀的使用量減少從而能降低制備成本。同時，泡沫碳基Ag/AgCl電場電極具有高比表面積、高穩定性以及低噪聲，因而在海洋寬頻電場信號監測和腐蝕監測領域其具有很高的應用價值。

發明內容

針對以上問題，本發明制備了一種高比表面積泡沫碳基Ag/AgCl電場電極。為實現本發明的目的，高比表面積泡沫碳基Ag/AgCl電場電極結構如圖1所示。其制備方法如下：

將連接碳板的泡沫碳加工成一定形狀。

預處理：活化、清洗、干燥。

泡沫碳表面首先電化學預鍍金屬銅或鎳，然后表面化學鍍銀，經電鍍加厚形成均勻銀層。

泡沫碳表面銀利用電解沉積方法生成氯化銀層。