[发明专利]使用脉冲电流检测进行氯检测

说明书

领域

本发明总体涉及通过电流检测来检测组分。

发明背景

使用电流分析法检测不同化学物质是否存在及其浓度是非常熟知的技术。基本上，在两个电极之间施加适用于待检测物质的电压，所述电极与可能含有该物质的流体连通。电压的选择标准是足以导致待检测物质的氧化或还原，但理想情况下不会导致流体中任意其他物质发生氧化或还原。响应所施加电压而得到的电极间电流则能够提供待检测物质是否存在或其浓度的指示。在电量分析法中测量了一段时间内的总电流。在本申请中，“电流分析法”用于包括诸如电量分析法或电压分析法的方法。电流分析法和包括合适电压的选择的方法的描述广泛来源于包括以下的参考文献和本文所引用的参考文献。(i)Handbook of Ion Chromatography(《离子色谱手册》)，第三次完整修订版，2004WILEY-VCH Verlag公司(WILEY-VCH Verlag GmbH&Co.KGaA)，魏因海姆，ISBN:3-527-28701-9(参见7.1.2部分“电流检测”)；(ii)“Pulsed Amperometric Detection Based on Direct and Indirect Anodic Reactions:A Review(基于直接和间接阳极反应的脉冲电流检测：综述)”，Electroanalysis,1(1989)189-197；(iii)“Development of Instrumentation for Amperometric and Coulometric Detection using Ultramicroelectrodes(用于使用超微电极进行电流和电量检测的仪器的研发)”，J.Braz.Chem.Soc.，第19卷，第1期，131-139，2008。

电流分析法已被用于检测多种有机物质。此外，电流分析法也已被用于检测水性组合物中的氯，如“Comparison of On-line Chlorine Analysis Methods and Instrumentation Built on Amperometric and Colorimetric Technologies(在电流分析和电量分析技术上建立的在线氯分析方法和仪器的比较)”(2009，来源于美国自来水厂协会(American Water Works Association))和法国专利FR2778463中所述。

在涉及阳极处脂族有机化合物氧化的情况下，当电解质直接接触阳极和阴极时，应理解阳极可能被弄脏，参见例如“Liquid Chromatography with Pulsed Electrochemical Detection at Gold and Platinum Electrodes(在金和铂电极处具有脉冲电化学检测的液相色谱)”，Analytical Chemistry，第62卷，第10期，1990年5月15日。在该情况下，已使用了称为脉冲电流检测的技术，其中施加了读取电势，随后施加了大的正电势以通过氧化解吸吸收的烃，随后施加了大的负电势以通过阴极溶解氧化物。

发明概述

本发明发现，电流检测可用于通过位于膜后的阴极处的还原来检测氧化剂(如氯)。所述膜可选择性透过一种或多种可检测组分，如氧化剂。这类氧化剂可包括次氯酸(HOCl)或次氯酸根阴离子(ClO^-)形式的氯或者化合的氯胺形式的氯。其他氧化剂可包括其他卤素，如次溴酸、次溴酸盐或溴胺形式的溴。本发明的一些实施方式还表明，甚至在该情况下，当还原而非氧化被用于检测物质(如游离氯)且阴极位于膜后时，仍会对系统的性能造成不利影响。此外，本发明的一些实施方式表明，甚至当电极系统在接触含氯组合物前接触不含氯组合物时，也会对性能造成不利影响。

在一个实施方式中，本发明提供了一种测量组分的方法，如测量水性组合物中氧化剂(例如氯)的方法。这类实施方式可使用电极系统和膜。所述膜可透过待测物质，如次氯酸(HOCl)或次氯酸根阴离子(ClO^-)形式的氯或者化合的氯胺形式的氯。阴极位于膜后，且电解质设置在膜和阴极之间。电解质可含有促进用于电化学检测的化学反应和平衡的组分。本方法的这一实施方式可包括使膜和阳极接触水性组合物并测量阴极和阳极之间响应其间所施加第一电压而产生的电流。此外，在阴极和阳极之间施加第二电压的脉冲，其中第二电压不同于第一电压。