[其他]封闭式流动体系固体电极微电解池

说明书

本发明属于电分析化学伏安分析技术领域，它是伏安分析技术的核心部件，可供进行催化伏安法，阴极伏安法，溶出伏安法，循环伏安法的测试工作。

1922年捷克电化学教授HeYrovsky提出以滴汞电极为阴极，研究溶液电解中的电压（伏）-电流（安）关系，进行定量分析，因而获得了诺贝尔奖金，由此建立起来的极谱分析成为分析化学的重要分支。

但是，使用滴汞电极所消耗的汞严重污染环境危害人体;其次，使用滴汞电极，由于运动着的电极表面带来很大的噪音，成为高灵敏测定的障碍;第三，汞在零电位左右被氧化，而无法在正电位上工作;第四，使用滴汞电极时，电极系统比较复杂，使自动分析和其它仪器联机使用比较困难。

从四十年代开始，人们进行大量工作寻找其它电极以代替滴汞电极但未成功。因为静止电极进行伏安分析时，为破坏扩散层的增厚，就必须加上复杂的装置，特别是进行带有强烈吸附的催化伏安分析，电极的处理就更加困难，因而得不到良好的重现。

六十年代后，以阳极溶出为先导的固体电极伏安分析得到发展，到七十年代美国、苏联、日本及西欧各国溶出伏安法已发展到很高程度。但是，这种常规的溶出法是用电磁搅拌旋转工作电极，旋转电解杯或是用气泡搅拌的方式来破坏扩散层的增厚以达到提高予电解的效率，这样不仅试验设备复杂，重现性差，而且要求测定的试液较多，不利于提高测定的绝对灵敏度。

从七十年代开始大量使用的阳极溶出伏安法，也设计了不少静止的微电解池和流动的微电解池，但是这些设计都仅能供阳极溶出分析或有机物的分析使用，少数的流通池也仅能供测定在工作电极上没有电沉积的，NO^-₃等使用。

例如，苏联E、A、Qcmpolugok，、A、X、30（1975）№1、185设计了流动的多孔炭电极电解池，由于工作电极是多孔性炭电极，当进行还原成零价金属的阴极伏安法时，由于电极表面难于恢复而得不到重现。另外，该电解池是卧式，当进行非连续流动的测量时气泡很难完全排出，从而影响测量精度，因此这种格式的电解池只适合于进行Fe还原成Fe的连续流动的测定，但不能进行其它形式的伏安测定。

法国专利D340DA/17，FR2360-074，300776，以及德国专利070479，75515C，DT2914-193，所设计的伏安池也是专供溶出法使用，都不能用于催化伏安分析。

日本柳本制作所设计了L-2000高速液相色谱伏安检测池，仅供测定有机物，如苯邻二酚胺、荼兜酚等用，不能进行有电沉积的其它无机元素的分析。

上述国外的这些电解池，其致命的缺点就是解决不了在一次伏安测定之后，如何在以秒计的短时间内使工作电极由于进行伏安测定而带来的电沉积物、吸附物自动地溶出和解吸，使电极表面的氧化膜迅速地还原过来，有足够的湿润程度，使工作电极表面有相同的电活性表面积，从而能够进行重现的第二次测定。

为此，美国PAR公司设计了303挤汞电极，日本柳本制所设计了高精度的EA-290悬汞电极，1985年瑞士Metrohm公司设计了663VA挤汞悬汞电极，这些静止的悬汞电极、保留了Heyrovosky滴汞电极的汞电极及更生电极的优点。即每进行一次测定之后就甩弃一滴汞，并立即挤出一滴大小基本相同、悬而不动的汞，作为第二次测定的工作电极，这样就克服了Heyrovosky的滴汞电极由于运动着的电极表面所带来的噪音。因此，这种类型的悬汞电极，目前国内外大量使用。

但这种类型的电极为了挤出和第一滴汞大小完全一样的汞滴，就要求挤汞装置很复杂（如瑞士663VA电极是用气泵挤汞），精度很高，因此价格很昂贵，如美国303电极每个售价一千多元。

同时，这种用挤汞，悬汞，甩汞的办法来进行电极更生，实际要使汞滴大小完全一样是很困难的，因为存在机械精度问题，况且由于设备复杂而易出故障;再者还是没有解决汞的污染问题;第三，由于电极复杂给自动分析、联机使用带来困难;第四，在正电位上汞电极无法工作的问题也没有解决。

为此，本发明提出了一种封闭式流动体系固体电极微电解池，该微电解池把电极和电解池结合在一起，在微电解池内工作电极、对电极、参比电极三电极采用竖式结构（见图1），工作时，与常规极谱分析中电极流动（滴汞）、试液静止正好相反，即电极静止、试液由下而上地流动，因而防止了扩散层增厚，与本发明所设计的电极电位控制器（见图2）相配合，可以很方便地在秒计的短时间内完成工作电极的润湿，氧化汞膜的还原，前波先还原物的解脱，吸附物的解吸，以及浓度平衡，吸附平衡的建立等电极处理和消除记忆，能够获得与滴汞电极一样重现良好的波形。