[发明专利]一种琼脂电解质固态盐桥及采用其的pH传感器

说明书

本发明公开了一种琼脂电解质固态盐桥及其采用的pH传感器，所述琼脂电解质固态盐桥，其电解质由以下重量份的组分形成：8～30份KCl、0.01～0.3份苯甲酸钠、0.05～0.8份Triton X100、2～5份琼脂粉。本发明制成的琼脂电解质固态盐桥具有良好的导电性能，耐受细菌降解、经受50℃以下热水长期浸泡、抗超声波冲击、桥差性能稳定。

技术领域

本发明总体涉及电化学检测领域，特别涉及一种琼脂电解质固态盐桥及其应用。

背景技术

盐桥是电化学常用手段，经历了近200年的发展历程。通用的为饱和KCl溶液盐桥，近代发展出了各种微型的多孔塑封盐桥，用于电泳、微型管道分析，也有微型的盐桥用于细胞内的电化学分析。

现有技术中的饱和KCl溶液盐桥、隔膜琼胶盐桥、陶瓷塑料多孔材料接界等类型盐桥，其特点是容易流失，不稳定，导电电阻大，电位漂移，用于环境监测，不能满足长期稳定的要求。用于pH测量其漂移量远远大于环境变化的正常范围。

在环境监测领域，现场在线监测的各种电化学传感器，都离不开盐桥，需要盐桥耐用、稳定、免维护等特性。现有传感器信号不断漂移，其成因之一就是源于盐桥不稳定。桥差不断变化，电阻增大导致信号检测失灵。传统盐桥不能满足现场在线监测的需要。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述现有技术中的某些或某个问题，提供一种琼脂电解质固态盐桥及其应用，能在现场环境监测中长期保持稳定运行。

根据本发明的第一方面，提供一种琼脂电解质固态盐桥，其电解质由以下重量份的组分形成：8～30份KCl、0.01～0.3份苯甲酸钠、0.05～0.8份Triton X100、2～5份琼脂粉。

所述琼脂电解质固态盐桥的生产工艺过程包括：

1)封口材料的改性：对封口化纤材料进行侵蚀处理，使其具有良好的亲水能力；

2)按一定比例称取KCl、苯甲酸钠、Triton X100，溶于水中，完全溶解之后，然后加入琼脂粉，加热至95℃，搅拌至透明，形成琼脂电解质溶液；

3)盐桥腔体放入100℃水浴中进行热平衡，20分钟后取出盐桥腔体甩干腔体中剩余水，用注射器吸入上述2)中的琼脂电解质溶液，趁热将琼脂电解质溶液注入盐桥腔体，直到完全灌满盐桥腔体溢出为止；

4)在上述2)透明的琼脂电解质溶液中加入1)的改性化纤棉球，其大小适合封堵盐桥注入口，棉球完全浸润琼脂电解质溶液后，备用；

5)取出4)棉球，趁热紧紧塞入盐桥注入口；

6)老化处理：对经过3)、4)、5)制成的琼脂固态电解质盐桥，在20～35℃进行稳定老化处理，静置时间为12～24小时。

本发明制成的琼脂电解质固态盐桥具有良好的导电性能，耐受细菌降解、经受50℃以下热水长期浸泡、抗超声波冲击、桥差性能稳定。

根据本发明的第二方面，提供一种玻璃电极pH传感器，由玻璃电极和采用如上所述的琼脂电解质固态盐桥制成的参比电极复合而成，其包括外壳和玻璃电极，在外壳与玻璃电极之间填充琼脂电解质固态盐桥，琼脂电解质固态盐桥中设置有Ag/AgCl电极。

根据本发明的第三方面，提供一种锑电极pH传感器，由锑电极和采用如上所述的琼脂电解质固态盐桥制成的参比电极复合而成。

优选情况下，在现场在线使用时，上述pH传感器还可以加装检测通道和清洗装置，从而形成一种在线监测pH传感器组合结构，具体为：在上述的pH传感器的探测头周围设置凹形水流通道，使得探测头位于凹形水流通道的凹槽中，在凹槽下方安装超声波清洗装置。超声波清洗装置包括超声振子和位于超声振子上表面的不锈钢膜片。