氫離子中性載體電極:如設計合成的用于環(huán)境含氟廢水中 pH 值測定的(o - 羥基芐基)二正十二胺(Ⅱ)聚氯乙烯膜電極。其電位響應 pH 線性區(qū)間為 2.0 - 12.5,能斯特響應斜率為 56.9 ± 0.4mV/pH(25℃)。該電極具有內阻低、響應快、電位選擇性高、重現性好與穩(wěn)定性高的優(yōu)點,且不受氫氟酸侵蝕和不易破碎,可很好地應用于環(huán)境含氟廢水樣品的 pH 值測量。pH 電極作為測量溶液中氫離子(H?)活性的關鍵工具,在眾多領域都發(fā)揮著不可或缺的作用。pH 電極基于能斯特(Nernst)方程原理工作。pH 電極石油鉆井液測量需抗高溫高壓,普通電極無法適應井下環(huán)境。如何選pH電極設計
電極材料對銀 / 氯化銀(Ag/AgCl)pH電極的影響,1、銀材料:銀粉的粒徑、形狀等因素會影響電極的性能。例如,在絲網印刷制備 Ag/AgCl 電極時,使用的銀粉若為片狀銀粉與球狀銀粉混合粉,不同的形狀和粒徑組合會影響電極的導電性和微觀結構。片狀銀粉可提供較大的導電平面,有利于電子傳輸,而球狀銀粉可填充空隙,使電極結構更加致密。合適的銀粉組合能提高電極的導電性,減少因電阻變化引起的電位波動,從而提高電位穩(wěn)定性。同時,良好的導電性和結構穩(wěn)定性也有助于延長電極的使用壽命。2、氯化銀材料:氯化銀的純度、粒徑等對電極性能至關重要。高純度的氯化銀能減少雜質對電極反應的干擾,保證電位的準確性和穩(wěn)定性。粒徑較小的氯化銀顆粒能提供更大的比表面積,增加電極反應的活性位點,有利于維持穩(wěn)定的電位。但粒徑過小可能導致顆粒團聚,影響離子傳輸。在使用壽命方面,純度高、粒徑合適的氯化銀能在長期的氧化還原反應中保持穩(wěn)定的結構,不易發(fā)生分解或溶解,從而延長電極的使用壽命。測量pH電極平臺pH 電極測量后需用去離子水沖洗,粘稠樣品需用乙醇或稀酸輔助清潔。
pH電極管徑大小對測值的影響:1、大管徑:大管徑的玻璃 pH 電極管體內部空間較大,能夠容納更多的內參比溶液,這在長時間連續(xù)測量或對穩(wěn)定性要求較高的場景中具有優(yōu)勢。例如在海洋環(huán)境的長期監(jiān)測中,大管徑電極可以減少因內參比溶液消耗而導致的測量誤差,延長電極的使用壽命。同時,大管徑有利于溶液的流通,在測量高粘度溶液時,能夠降低堵塞的風險,保證測量的順利進行。2、小管徑:小管徑的電極則更適合于對空間要求苛刻的場景,如細胞內 pH 測量等微觀領域。其小巧的尺寸能夠盡可能減少對微小樣本的擾動,同時小管徑使得離子交換區(qū)域相對集中,在一定程度上能夠提高測量的靈敏度,對于微量樣品或 pH 變化微小的體系具有更好的檢測能力。
pH電極傳感器技術的實時監(jiān)測細節(jié),1、特殊材質電極:在強酸強堿環(huán)境中,普通的 pH 玻璃電極可能會受到腐蝕而影響測量精度和壽命。因此,常采用特殊材質的電極,如銻電極等。銻電極具有較好的耐腐蝕性,能在強酸強堿環(huán)境下穩(wěn)定工作。它通過銻表面的氧化還原反應來感應溶液中的氫離子濃度,從而測量 pH 值。但銻電極的精度相對玻璃電極略低,因此需要在設計中進行優(yōu)化補償。2、參比電極的選擇與保護:參比電極是 pH 測量的重要組成部分,在強酸強堿環(huán)境中,需要選擇合適的參比電極并進行特殊保護。例如,采用雙液接參比電極,通過中間隔離液的作用,減少強酸強堿對參比電極內部電解質的污染和干擾,保證參比電極電位的穩(wěn)定性,進而提高 pH 測量的準確性。pH 電極多電極陣列設計可同步監(jiān)測多點位,提升復雜體系分析效率。
電極老化以及干擾離子對pH 電極電位電壓的影響,1、電極老化:隨著使用時間的增加,pH 電極的敏感膜會逐漸老化,導致其對氫離子的響應能力下降,電位漂移等問題。例如,玻璃電極的玻璃膜可能會被污染、磨損,使得膜電位的產生和響應變得不穩(wěn)定,測量得到的電壓信號也不準確,從而影響 pH 值的測量精度。2、干擾離子:溶液中某些干擾離子可能與 pH 電極發(fā)生反應或影響氫離子在電極表面的交換過程,進而影響電極電位。例如,在堿性溶液中,鈉離子可能會與氫離子競爭在玻璃膜表面的交換位點,產生所謂的 “堿誤差”,使測量得到的 pH 值比實際值偏低。pH 電極采用預加壓參比系統(tǒng),防止外部溶液倒灌,延長使用壽命。如何選pH電極設計
pH 電極野外作業(yè)需搭配便攜校準套件,確?,F場測量精度可控。如何選pH電極設計
pH電極中傳統(tǒng)玻璃膜測量準確性說明,傳統(tǒng) pH 玻璃電極采用對稱設計,以保證電位測量的可靠性和重復性。然而,在復雜混合溶液中,傳統(tǒng)玻璃膜容易受到多種因素干擾。例如,在含有高濃度電解質的溶液中,離子強度的變化會影響測量準確性。當溶液中存在大量的 Na?離子時,會產生 “堿誤差”,導致測量的 pH 值偏高。這是因為在高 pH 值和高 Na?濃度條件下,玻璃膜對 Na?也有一定的響應,使得膜電位的測量值偏離了對 H?響應的真實值。此外,傳統(tǒng)玻璃膜在面對有機物和生物分子時,也容易受到吸附和污染的影響,降低測量的準確性和穩(wěn)定性。如何選pH電極設計