[发明专利]一种基于银/亚硫酸银的固体亚硫酸根电极及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于银/亚硫酸银的固体亚硫酸根电极及其制备方法。

背景技术

硫是自然界最常见的化学元素，也是常用的食品、化工、制药原料。在自然界，由于环境中氧含量不同，硫可以呈不同的化合态，包括6价（硫酸根）、4价（亚硫酸根），0价（硫磺）和-2价（硫离子）。探测水体中不同价态硫的分布，对于认识生态环境，微生态环境具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于银/亚硫酸银的固体亚硫酸根电极及其制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

基于银/亚硫酸银的固体亚硫酸根电极包括银丝、亚硫酸银、遮光膜、热缩管，银丝下部表面原位电镀一层亚硫酸银，在亚硫酸银的外表面包覆一层遮光膜，银丝的中部和遮光膜的上部包覆有热缩管。

所述的遮光膜以质量百分比计其组成为：炭粉8-10%，三十二烷基甲基氯化铵1-2%，四(4-氯苯基)硼酸钾盐0.6-1%，四氢呋喃或二甲基甲酰胺87-90%。

基于银/亚硫酸银的固体亚硫酸根电极的制备方法的步骤如下：

1）将直径为0.5至1毫米，长度为5至15厘米的银丝依次在丙酮和稀酸中清洗，以除去表面油污和氧化膜，再用去离子水清洗后干燥；

2）将可溶性亚硫酸盐溶解于5至10倍的水中，配制成可溶性亚硫酸盐溶液；

3）配制遮光膜溶液/悬混液，以质量百分比计其组成为：炭粉8-10%，三十二烷基甲基氯化铵1-2%，四(4-氯苯基)硼酸钾盐0.6-1%，四氢呋喃或二甲基甲酰胺87-90%。

4）以银丝为工作电极，即阳极，石墨为参比电极，Pt片为辅助电极，即阴极，接在电化学工作站上，将上述三支电极浸入到可溶性亚硫酸盐溶液中，采用循环扫描电位法，扫描速率为30至80mVs^-1，电位范围0至1V，扫描1至10个循环，在银丝表面形成亚硫酸银，电镀完成后用水清洗，然后用纸巾吸干；

5）用包覆有亚硫酸银的银丝部分快速蘸取配制好的遮光膜溶液/悬混液，然后倒置晾干；

6）将热缩管包覆在银丝的中部和遮光膜的上部，即得到固体亚硫酸根电极。

所述的稀酸是质量百分比浓度为5%至15%的盐酸、硫酸、硝酸中的一种或数种。

所述的可溶性亚硫酸盐是亚硫酸钾、亚硫酸钠、亚硫酸铵的一种或数种。

本发明提供的固体亚硫酸根电极结构小巧，易于和其它电极集成使用，且制备方法简便。这种固体亚硫酸根电极适用于在海洋、湖泊、海流等天然水域中探测亚硫酸根离子的浓度，对水环境变化进行长期在线监测，也适用于工业企业的排放和生产过程进行在线观测。

附图说明：

图1是基于银/亚硫酸银的固体亚硫酸根电极的结构示意图；

图中：银丝1、亚硫酸银2、遮光膜3、热缩管4。

具体实施方式

基于银/亚硫酸银的固体亚硫酸根电极包括银丝1、亚硫酸银2、遮光膜3、热缩管4，银丝1下部表面原位电镀一层亚硫酸银2，在亚硫酸银2的外表面包覆一层遮光膜3，银丝1的中部和遮光膜3的上部包覆有热缩管4。所述的银丝1需要包覆亚硫酸银与遮光膜的仅为用作探测一端的1厘米左右的长度，其余部分用作信号传递的导体，无需包覆。

银丝1一方面是电极的基材，同时也是响应信号的导体。包覆在银丝1上的亚硫酸银2起着亚硫酸根离子敏感膜的作用，水体中的溶解的亚硫酸根会在工作电极和参比电极之间形成响应电动势，即电压型响应信号。由于亚硫酸银见光易分解，最外层的遮光膜起着阻隔光线的作用，它还兼有亲水性和耐水性。

所述的遮光膜以质量百分比计其组成为：炭粉8-10%，三十二烷基甲基氯化铵1-2%，四(4-氯苯基)硼酸钾盐0.6-1%，四氢呋喃或二甲基甲酰胺87-90%。其中炭粉为吸光材料，尽量使用纳米至亚微米粒级的炭粉，如乙炔炭粉，其平均粒度通常在0.1至0.5微米。三十二烷基甲基氯化铵属季铵盐类化合物，在配方中能改善膜的亲水性，使水溶性阴离子易于透过。四(4-氯苯基)硼酸钾盐是成膜剂，它所形成的膜能允许阴离子通过，但阻止阳离子透过，因此它在配方中兼有屏蔽阳离子的作用。因溶剂挥发性较强，遮光膜溶液应现配现用，不要储存。

基于银/亚硫酸银的固体亚硫酸根电极的制备方法的步骤如下：

1）将直径为0.5至1毫米，长度为5至15厘米的银丝1依次在丙酮和稀酸中清洗，以除去表面油污和氧化膜，再用去离子水清洗后干燥；