[發明專利]銀-銻合金固態pH響應電極及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202010941406.5
• 申請日: 2020-09-09
• 公開（公告）號: CN112067677A
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）人: 李壯;劉耀晟;劉寒蒙;姚志霞;刁永興;胡廣興
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春應用化學研究所
• 主分類號: G01N27/30
• 分類號: G01N27/30;G01N27/416
• 代理公司: 長春眾邦菁華知識產權代理有限公司 22214
• 代理人: 于曉慶

銀?銻合金固態pH響應電極及其制備方法和應用，涉及金屬電極領域，解決了現有銻pH響應電極存在的pH響應穩定性差、強度低且易脆、耐腐蝕性能差、使用壽命短的問題。本發明的銀?銻合金固態pH響應電極，采用銀?銻合金材料制成，所述銀?銻合金材料中，銻的質量百分數wt₁％為：27％≤wt₁％＜100％，銀的質量百分數wt₂％為：0＜wt₂％≤73％。本發明提供一種具有全新成分的銀?銻(Ag?Sb)合金固態pH響應電極，采用銀?銻合金材料制成，相比于現有的銻pH響應電極，本發明的銀?銻(Ag?Sb)合金固態pH響應電極性能更好，具有更好的pH響應穩定性，同時機械性能更好，耐腐蝕性能更強，使用壽命更長。

技術領域

本發明涉及金屬電極技術領域，具體涉及銀-銻合金固態pH響應電極及其制備方法和應用。

背景技術

pH作為最常見的化學性質之一，可以反映水質質量、食品質量等，其在水質安全監測、環境保護、食品安全、醫療衛生等領域有著重要的實際監測意義。目前針對pH值的檢測，應用最廣的是電位型電化學傳感器來實現的。常見的pH值測試過程：利用響應電極和參比電極形成原電池，通過儀表測試兩電極之間的電勢差(開路電位)，依據電極在標準pH緩沖液中的標準校準關系，實現檢測出來的電勢和溶液pH值之間的轉換，達到測試pH值的目的。

現有的pH響應電極包括玻璃電極和金屬固態電極，玻璃電極因玻璃泡易碎導致不適用于高壓等苛刻的工況下，金屬固態電極因其良好的機械性能廣泛應用在抗高壓等苛刻環境下。

銻(Sb)電極作為一種金屬固態pH響應電極已經成功的商品化并主要應用于工業環境中。但是銻pH響應電極存在的主要問題有：pH響應穩定性差，強度低且易脆，耐腐蝕性能差，使用壽命短等，這些問題的存在很大程度上限制了其更廣泛的應用。

發明內容

為了解決現有銻pH響應電極存在的pH響應穩定性差、強度低且易脆、耐腐蝕性能差、使用壽命短的問題，本發明提供一種銀-銻合金固態pH響應電極及其制備方法和應用，該銀-銻合金固態pH響應電極能夠在一定程度上優化現有的銻pH響應電極的pH響應性能，提高測試的穩定性，改善銻pH響應電極的機械性能，提高耐腐蝕性能，延長使用壽命。

本發明為解決技術問題所采用的技術方案如下：

本發明的銀-銻合金固態pH響應電極，采用銀-銻合金材料制成，所述銀-銻合金材料中，銻的質量百分數wt₁％為：27％≤wt₁％＜100％，銀的質量百分數wt₂％為：0＜wt₂％≤73％。

作為優選的實施方式，所述銀-銻合金材料中，銻的質量百分數wt₁％為：46％≤wt₁％＜100％，銀的質量百分數wt₂％為：0＜wt₂％≤54％。

作為更優選的實施方式，所述銀-銻合金材料中，銻的質量百分數為75％，銀的質量百分數為25％。

本發明的銀-銻合金固態pH響應電極的制備方法，包括以下步驟：

步驟一、選用銀粉和銻粉作為原料，稱取滿足質量百分比的銀粉末和銻粉末，經研磨混合均勻；

步驟二、制備銀-銻合金電極棒；

步驟三、將銀-銻合金電極棒一端磨平作為pH響應面，另一端與導線焊接，制成銀-銻合金固態pH響應電極。

作為優選的實施方式，步驟一中，所述銀粉為高純銀粉，所述銻粉為高純銻粉。

作為優選的實施方式，步驟二、選用高溫熔融金屬鑄造法、以玻璃管作為鑄造模具制備銀-銻合金電極棒，或者選用磁控濺射法制備銀-銻合金電極薄膜，或者選用高溫化學氣相沉積法制備銀-銻合金電極薄膜。