[发明专利]一种高比表面积泡沫碳基Ag/AgCl电场电极制备方法

说明书

一种高比表面积泡沫碳基Ag/AgCl电场电极制备方法，该电极利用高比表面积泡沫碳作为基体材料，首先将连接碳板的泡沫碳加工成一定形状，经活化、清洗及干燥处理，然后泡沫碳表面电化学预镀金属铜或镍，通过化学镀银的方法沉积金属银，经过电镀加厚形成均匀银层，再利用电解沉积方法在银表面生成氯化银层；最后将泡沫碳基Ag/AgCl电极安装于微孔管内，填充填料，通过与泡沫碳相连接的碳板引出导线，得到泡沫碳基高比表面积Ag/AgCl电场电极。该电极具有高比表面积、高稳定性以及低电位漂移量，并且两相同电极之间的电位差值小、自噪声低，可较好的应用于海洋宽频域电场信号监测以及金属防腐领域。

技术领域

本发明涉及一种高比表面积泡沫碳基Ag/AgCl电场电极制备方法，具体涉及一种海洋宽频域电场信号检测和金属腐蚀电位测试的高比表面积泡沫碳基Ag/AgCl电场电极制备方法。

背景技术

随着科学技术的进步，在海洋开发利用过程中，电场信号测量具有重要的应用价值。在舰船的物理电场和海底地质结构的探测中电场信号得到了重要应用。

海水水体流动，切割地球磁场会产生相应的感应电场，这些电场信号能反映海洋环境多重信息。由于舰船大多为不同金属结构组成，不同类型的金属会产生不同的腐蚀电位，故当两种不同金属一起浸泡在海水中时，就会形成腐蚀回路，产生腐蚀电流。另外，为了舰船防腐，需人工施加阴极保护电流。这些电流最终会由于海水的作用流向螺旋桨，再从螺旋桨返回到舰船壳体，形成回路，由于螺旋桨的旋转，引起回路中电阻的周期性变化，从而在海水中形成交变电场信号。另外，海底中不同地质结构对电场信号有不同的电场响应。依照此原理，主动向海底发射一种已知电场信号，观察其反射后电场信号的变化规律，即可分析出海底的地质结构。但是电场信号在海水中衰减很快，且多以低频信号为主，因此，海洋电场信号的监测需要灵敏度高、稳定性好的电极。在防腐领域，金属材料保护不当极易发生腐蚀，尤其在海水环境中腐蚀会更为剧烈和严重，每年都给世界造成巨大经济损失。精确测定材料腐蚀电位以控制腐蚀防护系统的防护电流在防腐领域至关重要，这也需要高稳定性且低自噪声的参比电极。

目前用于电场监测和腐蚀监测的电极种类主要有：铜/硫酸铜电极、铅/氯化铅电极、银/氯化银电极等。这三种电极监测电场的原理相同，主要依靠不同的可逆反应，当周围的电场信号发生变化时，可逆反应中的带电离子受到电场的作用发生移动，导致可逆反应被打破，引起电极电势变化。监测电极电势变化可反推电场信号的变化情况。其中铜/硫酸铜电极对、铅/氯化铅电极对极差较大，主要用于陆地电场监测；银/氯化银电极目前主要通过粉末烧结制得，相比铜/硫酸铜电极和铅/氯化铅电极，粉末烧结银/氯化银电极具有电极性能稳定、使用寿命长等优点，但是其欧姆内阻大，抗极化能力差，电位易漂移，既影响电场测定又影响腐蚀监测。考虑到银价格昂贵，成本高，如何既能提高电极稳定性、降低噪声，又能降低成本，一直是人们追求的目标。电极比表面积越大，电极稳定性将会显著提高，这将有利于海洋电场测试和腐蚀监测，对于提高整个系统的使用性能具有重要意义。泡沫碳基Ag/AgCl电场电极的制备一方面使用比表面积高、价格便宜、质量轻的泡沫碳作为基体材料，另一方面通过在泡沫碳表面使用化学和电化学方法沉积银，得到厚度均匀的银层，这种方法能使银的使用量减少从而能降低制备成本。同时，泡沫碳基Ag/AgCl电场电极具有高比表面积、高稳定性以及低噪声，因而在海洋宽频电场信号监测和腐蚀监测领域其具有很高的应用价值。

发明内容

针对以上问题，本发明制备了一种高比表面积泡沫碳基Ag/AgCl电场电极。为实现本发明的目的，高比表面积泡沫碳基Ag/AgCl电场电极结构如图1所示。其制备方法如下：

将连接碳板的泡沫碳加工成一定形状。

预处理：活化、清洗、干燥。

泡沫碳表面首先电化学预镀金属铜或镍，然后表面化学镀银，经电镀加厚形成均匀银层。

泡沫碳表面银利用电解沉积方法生成氯化银层。