[發(fā)明專利]一種噴壁式電化學(xué)流動池裝置及其使用方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811399886.6
• 申請日: 2018-11-22
• 公開（公告）號: CN109374702A
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 于英杰;李瑛
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院金屬研究所
• 主分類號: G01N27/28
• 分類號: G01N27/28;G01N21/73;G01N17/02
• 代理公司: 沈陽優(yōu)普達知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 張志偉

本發(fā)明涉及電化學(xué)測試領(lǐng)域，具體為一種能夠與電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀聯(lián)用的噴壁式電化學(xué)流動池裝置及其使用方法，無需外加裝置便可與電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀直接聯(lián)用，實現(xiàn)金屬材料的腐蝕行為和腐蝕速率的實時、在線、快速、準(zhǔn)確的監(jiān)測。噴壁式電化學(xué)流動池裝置包括電化學(xué)流動池模塊、聚四氟乙烯墊片、工作電極模塊及夾緊固件，夾緊固件將電化學(xué)流動池模塊、聚四氟乙烯墊片及工作電極模塊緊固在一起。該裝置具有較好的電化學(xué)和流體動力學(xué)特征，結(jié)構(gòu)設(shè)計簡單，體積小，靈敏度高，電極易于清洗和更換，還可與其它流動注射分析方法聯(lián)用，具有廣泛的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電化學(xué)測試領(lǐng)域，具體為一種能夠與電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀聯(lián)用的噴壁式電化學(xué)流動池裝置及其使用方法。

背景技術(shù)

在金屬腐蝕研究中，電化學(xué)測試技術(shù)因能獲得全面的金屬腐蝕動力學(xué)信息，被認(rèn)為是十分重要的腐蝕研究手段。但是它有一個很大的局限性就是對電子沒有選擇性，尤其是當(dāng)測定多相多組分材料的時候，用電化學(xué)測試技術(shù)測得的電流是各元素反應(yīng)的總和，從化學(xué)的角度，我們不知道這些電子從哪里來，也不知道這些電子的去向，而了解金屬材料中各元素在電化學(xué)反應(yīng)過程中的腐蝕行為和腐蝕速率對于研究腐蝕問題十分重要。將電化學(xué)流動池測試技術(shù)與電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜測試技術(shù)聯(lián)用能夠?qū)崟r在線監(jiān)測金屬材料的的腐蝕行為和腐蝕速率，提供其它測試方法無法提供的元素相關(guān)信息。

目前，常見的電化學(xué)流動池的設(shè)計主要包括兩類：噴壁式流動池和管狀流動池。其中，噴壁式流動池具有較高的靈敏度，較小的死體積以及較小的表面雜質(zhì)吸附等優(yōu)點使其得到很好的應(yīng)用，但未見與電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀聯(lián)用進行金屬腐蝕研究的應(yīng)用。因此，發(fā)明一種能夠與電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀聯(lián)用的噴壁式電化學(xué)流動池裝置，該裝置能夠與電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀聯(lián)用，實現(xiàn)對金屬材料的腐蝕行為和腐蝕速率的實時在線快速監(jiān)測，為金屬腐蝕研究提供更有力的檢測手段。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種能夠與電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀聯(lián)用的噴壁式電化學(xué)流動池裝置及其使用方法，將電化學(xué)流動池測試技術(shù)與電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法聯(lián)用，實現(xiàn)對金屬材料的腐蝕行為和腐蝕速率的實時、在線、快速、準(zhǔn)確的監(jiān)測。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種噴壁式電化學(xué)流動池裝置，包括電化學(xué)流動池模塊、聚四氟乙烯墊片、工作電極模塊及夾緊固件，電化學(xué)流動池模塊的下部和工作電極模塊的頂部之間夾設(shè)聚四氟乙烯墊片，電化學(xué)流動池模塊、聚四氟乙烯墊片及工作電極模塊通過夾緊固件緊固在一起；位于電化學(xué)流動池模塊下表面中心部位的環(huán)形引流槽、聚四氟乙烯墊片的中心孔與裝有工作電極的工作電極模塊構(gòu)成一個空腔，通過改變聚四氟乙烯墊片的使用數(shù)量調(diào)整空腔的體積；當(dāng)電解質(zhì)溶液由進樣通道進入空腔時，會直接噴射到工作電極表面上，并由工作電極中心向四周流散，流經(jīng)環(huán)形引流槽后，從出樣通道流出，構(gòu)成一個流動池。

所述的噴壁式電化學(xué)流動池裝置，電化學(xué)流動池模塊由聚醚醚酮PEEK樹脂加工而成，電化學(xué)流動池模塊上開設(shè)進樣通道、出樣通道、環(huán)形引流槽、帶螺紋參比電極插口；電化學(xué)流動池模塊的進樣通道貫穿于電化學(xué)流動池模塊的中心；出樣通道為L型，一端與環(huán)形引流槽相通，另一端位于電化學(xué)流動池模塊的側(cè)面，帶螺紋參比電極插口與出樣通道相通；進樣管的一端通過PEEK上接頭與電化學(xué)流動池模塊的進樣通道連接，進樣管的另一端與電解質(zhì)溶液相通，出樣管通過PEEK側(cè)接頭與電化學(xué)流動池模塊的出樣通道連接，帶螺紋參比電極通過螺紋密封在帶螺紋參比電極插口，Pt絲輔助電極的一端插在出樣管內(nèi)，Pt絲輔助電極的另一端暴露在空氣中。

所述的噴壁式電化學(xué)流動池裝置，工作電極模塊由PEEK樹脂加工制成，其中心開孔內(nèi)安裝工作電極，在工作電極模塊側(cè)邊開設(shè)豁口，工作電極的導(dǎo)線通過豁口引出。

所述的噴壁式電化學(xué)流動池裝置，金屬試樣通過環(huán)氧樹脂包封在聚四氟乙烯管中心形成工作電極，金屬試樣的一端連接導(dǎo)線，工作電極壓嵌于工作電極模塊中心孔內(nèi)。