[發(fā)明專利]一種納米Ag-AgCl固體不極化電極及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911364496.X
• 申請(qǐng)日: 2019-12-26
• 公開（公告）號(hào): CN110989008B
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 辛毅;劉晨陽(yáng);張紫淇;朱龍?chǎng)?/a>;肖琦凡;侯天遠(yuǎn);劉宏巖;劉麗雙;李永超
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號(hào): G01V3/08
• 分類號(hào): G01V3/08
• 代理公司: 長(zhǎng)春吉大專利代理有限責(zé)任公司 22201
• 代理人: 張巖;王立文

本發(fā)明涉及一種納米Ag?AgCl固體不極化電極及其制備方法，不極化電極包括不極化電極柱、電極柱頂蓋、水凝膠層、滲透陶瓷層及電極外保護(hù)殼；不極化電極柱包括銀柱、Ag和AgCl納米混合層以及Ag電極層，Ag電極層引出與銀柱相連的銀線。本發(fā)明采用靜電紡絲形成了新型的電極材料納米Ag?AgCl，由此制作的固體不極化電極，由于銀和氯化銀的粒徑都為納米級(jí)，接觸面積大，增加了導(dǎo)電效果，減小了電流的偏移和電極內(nèi)阻，使電極在不同的環(huán)境下都保持穩(wěn)定的極化電位。通過(guò)靜電紡絲，避免了粒子的團(tuán)聚并在制作過(guò)程中可保證一組電極的混合狀態(tài)一致，即內(nèi)部結(jié)構(gòu)幾乎一致，使電極的極化無(wú)限接近，能在野外復(fù)雜的環(huán)境下，擁有理想的極化電位差。

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明屬于地球物理電法勘探技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種納米Ag-AgCl固體不極化電極及其制備方法。

背景技術(shù)

不極化電極作為電法勘探過(guò)程中的傳感器，是測(cè)量地球電場(chǎng)信號(hào)的關(guān)鍵設(shè)備之一，只有將一組電極的極差控制在理想的范圍內(nèi)，才能保證地電場(chǎng)信號(hào)的質(zhì)量。因?yàn)橥寥朗请x子導(dǎo)電體，金屬電極是電子導(dǎo)電體，兩者接觸時(shí)就會(huì)產(chǎn)生新的界面，產(chǎn)生極化電位。所謂不極化電極，就是一對(duì)電極，在不同的野外環(huán)境中都要做到極化電位相同。所以要做到：1.兩個(gè)電極結(jié)構(gòu)完全同步，2.電極受外界因素影響小，不同環(huán)境下極化電位小。另外，因?yàn)榈厍螂妶?chǎng)的信號(hào)的周期一般為幾萬(wàn)秒，野外的工作環(huán)境復(fù)雜，所以電極也應(yīng)該具備能長(zhǎng)期穩(wěn)定工作，方便攜帶等優(yōu)點(diǎn)。

普通的電極大多使用銅棒，鐵棒作為電極材料，由于金屬本身的惰性高，容易在金屬的表面發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，增加了極化電位，不適合高精度的測(cè)量。液體不極化電極雖然減小了極差，但由于金屬鹽溶液泄露，使用時(shí)需要挖設(shè)電極坑，使電極不適合長(zhǎng)時(shí)間測(cè)量，并對(duì)環(huán)境造成了一定的污染。最早被廣泛使用的硫酸銅以不極化電極就存在著穩(wěn)定性低，使用壽命時(shí)間短的問(wèn)題。中國(guó)專利CN204142965U公開了一種銀/氯化銀的液體不極化電極，這種電極底端形狀為圓錐形，內(nèi)部多個(gè)電極柱與外導(dǎo)線相連，使用時(shí)不需要埋設(shè)電極坑，加之多個(gè)電極柱的存在，是極化電位差控制在理想范圍，但是電解液滲透過(guò)快，電極工作時(shí)間短，最長(zhǎng)測(cè)試時(shí)間超不過(guò)八小時(shí)。中國(guó)專利CN107102362A公布了一種固體銀/氯化銀固體不極化電極，使用不定形銀粉，氯化銀粉作為原料，乙二醇作為粘結(jié)劑，并通過(guò)研磨的方式活化后形成電極柱體，固體不極化電極電解質(zhì)本身不流失，對(duì)環(huán)境污染小，并且不需要添加電解質(zhì)使用時(shí)間長(zhǎng)。但是，銀與氯化銀粒子的形狀和大小都不固定，研磨混合過(guò)程中很難保證混合均勻，還會(huì)有粒子團(tuán)聚的可能，這樣的制作出來(lái)的電極，極化電位不穩(wěn)定，測(cè)量精度無(wú)法保證。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種納米Ag-AgCl固體不極化電極，還提供一種采用靜電紡絲方式混合納米Ag與AgCl，制備固體不極化電極的方法，所得電極電位在復(fù)雜的野外環(huán)境可以保持穩(wěn)定，極差漂移小，并能穩(wěn)定長(zhǎng)時(shí)間測(cè)量。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種Ag/AgCl固體不極化電極，包括不極化電極柱，所述不極化電極柱的頂部安裝電極柱頂蓋，側(cè)面以及底面設(shè)有水凝膠層，底部水凝膠層下方還設(shè)置滲透陶瓷層，所述滲透陶瓷層上方還設(shè)有能夠?qū)㈦姌O柱頂蓋和水凝膠層包裹的電極外保護(hù)殼；

所述不極化電極柱包括銀柱、3層Ag和AgCl納米混合層以及2層Ag電極層，所述3層Ag和AgCl納米混合層和2層Ag電極層逐層纏繞于銀柱外周，所述Ag電極層引出與銀柱相連的銀線；

所述銀柱上端還與一端伸出電極柱頂蓋和電極外保護(hù)殼的金屬銅柱相連。

進(jìn)一步地，所述3層Ag和AgCl納米混合層以及2層Ag電極層按1層Ag和AgCl納米混合層與1層Ag電極層交錯(cuò)的順序逐層纏繞于銀柱外周，且第1層為Ag和AgCl納米混合層。

上述Ag/AgCl固體不極化電極的制備方法，包括以下步驟：

A、納米銀的制作：