[发明专利]一种用pH电极实时测定气体pH值的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用pH电极实时测定气体pH值的方法，适用于通过测定气体pH值对产品质量进行研究的领域。

背景技术

研究表明，非中性气体物质（如SO₂，CO₂，HCl，H₂S，NH₃等）的存在对周围环境的酸碱度影响很大，气体的酸碱性对于处在该环境中的产品的质量具有极大的影响；尤其是HF、SO₂等毒性和腐蚀性极强的物质，对人体危害极大。近几十年来，气体的pH作为工业生产中用于产品控制和质量评估的重要参数之一，在很多领域都得到了广泛的关注。比如，在氨/尿素的SCR 过程中，对气体进行pH测定可以控制氨的浓度；在烟草行业，对烟气的pH进行测定可以对烟的质量进行评估，也可以用于指导烟的生产；甚至在一些工业中，通过检测酸碱性气体产物可以判断设备是否出现故障。

随着现代科学技术的发展，虽然各种新的或特殊用途的pH传感器得到了广泛的研究,但是传统的玻璃电极由于不受氧化剂、还原剂和其他杂质的影响而依然被广泛应用。目前，用玻璃电极测定气体pH值的方法主要是先用溶液吸收待测气体，振荡混匀后再测定该溶液的pH值，以测定的溶液的pH值作为气体的pH值。虽然这种方法准确性和重现性都较好，但是不能实时测定气体的pH值。在实时测定气体的pH值方面，前人也做了一些相关工作。1967年，Sensarbaugh和Cundiff等提出一种测定气体pH的方法（Tob. Sci. 1967 (10)：25—30），该方法是先在pH电极表面涂上一层均匀的pH=7.0的缓冲溶液液膜，再用该电极测定气体的pH值。该方法的不足之处在于涂在pH电极表面的缓冲溶液不能完全萃取气体，且对气体pH的微小变化有一定的影响，加之电极有一定的平衡时间，所以所测得的pH不能反映真实的气体pH值。为了克服这种方法存在的缺陷，KLUS等人在1981年CORESTA的烟气研究会议中提出了一种新的方法，该方法直接用pH电极测定气体的pH。该方法方便快捷，但不足之处在于pH计不适用于气相物质的直接测定。1999年，加拿大烟草工作者提出了一种测定烟气pH值的新方法（Health Canada，1999, T-113，1-11），该方法用亚麻线缠绕在电极的结点以改装pH电极，改装后的pH电极在缓冲溶液中浸湿后用于测定气体pH。该方法跟Sensarbaugh等提出的方法很相似，虽然在一定程度上解决了pH电极表面的缓冲溶液不能完全萃取气体的问题，但是操作较为复杂，且依然存在缓冲液对气体pH的微小变化有一定影响这一问题。因此，进一步建立简单快捷并能准确地实时地测定气体pH值的方法，是我们需要进一步解决的问题，也是一项很重要的课题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是用一种简便、快捷的方法实时测定气体pH值。

本发明解决该技术问题所提供的用pH电极实时测定气体pH值的方法为：先将pH电极放入聚乙二醇-20000、聚乙烯醇、淀粉等大分子物质和聚乙二醇-200、甘油等小分子物质的水溶液中，在pH电极的玻璃膜表面形成一层吸收液膜；再将pH电极迅速放入流通池中并开始记录数据，体系稳定后通入待测气体，检测待测气体引起的pH电极的变化即可测得气体的pH值。

本发明的优点在于：采用聚乙二醇-20000、聚乙烯醇、淀粉等大分子物质和聚乙二醇-200、甘油等小分子物质的水溶液在pH电极的玻璃膜表面形成吸收液膜，这些液膜的缓冲容量小，几乎不干扰气体pH的微小变化，并且液膜中的水分在测定过程中不易挥发，有助于体系的稳定；流通池的结构使得进入流通池的待测气体能与pH电极玻璃膜表面的吸收液膜充分接触，pH电极对气体能做出快速的响应；测定方法简便、快捷，能实时地连续地测定气体的pH值。

附图说明

本说明书包括如下四幅附图：

图1是pH电极在流通池内测定气体pH值的示意图，图中1为玻璃膜表面有一层吸收液膜的pH复合电极，2为流通池；

图2是以50%甘油水溶液在pH电极的玻璃膜表面形成吸收液膜，测定含有二氧化碳的样品气体时的信号响应示意图；

图3是PEG-20000含量为0%和10%的水溶液形成的吸收液膜的稳定性对比图；

图4是PEG-20000含量为0%和10%的水溶液形成的吸收液膜对气体的响应性对比图；

图5是以10% PEG-20000水溶液在pH电极的玻璃膜表面形成吸收液膜，测定一系列不同二氧化碳含量的样品气体时的信号响应示意图。