pH传感器的研究背景和进展讲解
ph传感器原理

ph传感器原理pH传感器原理。
pH传感器是一种用于测量溶液酸碱度的仪器,它能够将溶液的pH值转化为电信号输出,从而实现对溶液酸碱度的监测和控制。
pH传感器的原理基于溶液中氢离子浓度的变化,通过测量溶液中的氢离子浓度来确定溶液的酸碱度。
pH传感器的工作原理主要是基于玻璃膜与溶液中的氢离子发生化学反应。
玻璃膜是pH传感器中最关键的部分,它由特殊的玻璃材料制成,表面涂有一层特殊的膜。
当玻璃膜与溶液接触时,溶液中的氢离子会与玻璃膜表面的膜发生反应,导致玻璃膜表面产生一定的电位差。
这个电位差与溶液中的氢离子浓度成正比,因此可以通过测量这个电位差来确定溶液的pH值。
pH传感器通常由玻璃膜、参比电极和测量电极组成。
玻璃膜是pH传感器的核心部分,它能够与溶液中的氢离子发生化学反应,产生电位差。
参比电极是用来提供参比电位的电极,它的电位是稳定的,可以作为测量电极的基准。
测量电极则用来测量溶液中的氢离子浓度,根据测量电极产生的电位差来确定溶液的pH值。
pH传感器的工作原理可以用Nernst方程来描述。
Nernst方程描述了溶液中的氢离子浓度与电位差之间的关系,它可以用来计算溶液的pH值。
Nernst方程的表达式为:E = E0 + (2.303RT/nF) log[H+]其中,E是测量电极的电位差,E0是参比电极的电位,R是气体常数,T是温度,n是电子转移数,F是法拉第常数,[H+]是溶液中的氢离子浓度。
通过测量电极的电位差和Nernst方程,可以准确地计算出溶液的pH值。
除了Nernst方程,pH传感器的工作原理还与玻璃膜的特性、参比电极的稳定性等因素有关。
玻璃膜的特性决定了它与溶液中氢离子的反应速度和灵敏度,而参比电极的稳定性则影响了测量电极的准确性和稳定性。
总的来说,pH传感器的工作原理是基于溶液中氢离子浓度与电位差之间的关系。
通过测量溶液中的氢离子浓度,可以准确地确定溶液的酸碱度,从而实现对溶液酸碱度的监测和控制。
光纤pH传感器用荧光探针分子研究近况

液 中 p 的测定 , 在高 碱性 环境 中有 ” 误差 ” 使 H 且 钠 ,
电化 学法 在 p 值 测 量 中遇 到 很 多 问题 。另外 , H 玻
璃 电极 的体 积较 大 , 宜 用 于微 环 境 和 生 物 活 体 的 不
境 的 p 值 比较 敏感 , H 随溶 液 p 值 的变 化 而不 同 , H
团” f o o h r—p crrcpo ) (l rp o es ae—ee tr 的模 型 , 别利 用 u 分 4 一氧基一1 8 萘 酰亚胺 作 为荧 光基 团 , , , , 一四 ,一 22 66 甲基 哌 啶作为 质子受 体 ( 识别基 团) 合成 了 4 1 2 一( , , 2 6 6 五 甲基 哌啶 一 一 ) 1 8 萘 酰 亚胺 分 子 作 ,,一 4 氧 一 ,一 为 p 荧光 传感器 的探 头 。该分 子在 接受 质子 的过 H 程 中对 其本 身 的荧 光 效 果 起 到 了“ 一关 ” 开 的作 用 。
值 ] 。
弱 的发 射峰 , 而在 酸 性溶 液 中却 表 现 出较 强 的发射 峰 ( 约是前 者 的 6 大 ~7倍 ) 这是 因为该 物质 在酸性 , 和碱 性溶 液 中存在 不 同的状态 。在 p 值 由高变 低 H
的过 程 中 , 哌啶 氨基 部 分 逐 渐 质子 化 而 变成 了季 三 铵盐 类物 质 , 阻止 了电子 的共轭 转移 , 而导致 了荧 从
摘 要 在 溶 液 化 学 环 境 中 ,H 值 是 一个 非 常 重 要 的 概 念 和 参 数 。p 值 的测 量 在 现 代 工 业 、 业 、 物 医学 p H 农 生 工 程 、 境 科 学 等 研究 和 应 用 领 域 中都 是 十 分 必 要 的 。 因此 , H 传 感 器 一 直 是 人 们 关 注 的热 点 , 去 的 几 年 里 , 环 p 过 国 内外 学 者 做 了大 量 的研 究 报 道 。本 文 对 近 年来 光 纤 p 传 感 器 常 用 的 荧 光 探 针 分 子 的种 类 、 缺 点 进 行 了详 细 总 H 优 结 , 对光纤 p 传感器 的发展趋势进行了展望 , 并 H 引用 文 献 4 O篇 。 关键词 p 传感 器 H 荧光染料 p 范 围 荧 光 探 针 分 子 H
ph传感器原理

ph传感器原理PH传感器原理PH传感器是一种用于测量溶液酸碱度的传感器。
它基于酸碱指示剂的颜色变化来判断溶液的酸碱度,从而实现对溶液PH值的测量。
PH传感器的原理是基于酸碱指示剂的颜色变化。
酸碱指示剂是一种化学物质,它的颜色会随着溶液的酸碱度发生变化。
常用的酸碱指示剂有酚酞、溴酚蓝等。
当溶液为酸性时,酸碱指示剂会呈现出一种颜色,当溶液为碱性时,颜色会发生变化。
通过观察溶液中酸碱指示剂的颜色变化,可以判断溶液的酸碱度。
PH传感器通常由两个电极组成,一个是玻璃电极,另一个是参比电极。
玻璃电极是最常用的PH传感器电极,它的工作原理是基于玻璃膜的电化学特性。
玻璃膜具有选择性地通过氢离子的能力,当溶液中的氢离子浓度发生变化时,玻璃膜会发生电势变化。
参比电极用于提供一个稳定的电势参考,使得PH传感器的测量更加准确。
PH传感器的工作原理可以简单描述为:当溶液中的氢离子浓度发生变化时,PH传感器中的玻璃电极会感受到这种变化,并产生相应的电势变化。
通过测量这个电势变化,就可以得到溶液的PH值。
为了确保PH传感器的准确性和稳定性,通常需要对传感器进行校准。
校准的过程是通过将PH传感器浸入已知PH值的缓冲液中,然后调节传感器输出的电势值,使其与缓冲液的PH值相匹配。
这样,在后续的测量中,PH传感器就可以根据已经校准的电势值来确定溶液的PH值。
PH传感器广泛应用于环境监测、生物医学、食品加工等领域。
在环境监测中,PH传感器可以用于测量水质的酸碱度,从而判断水体是否受到污染;在生物医学中,PH传感器可以用于监测人体内液体的酸碱平衡,帮助医生诊断疾病;在食品加工中,PH传感器可以用于控制食品的酸碱度,保证食品的质量和安全。
PH传感器是一种基于酸碱指示剂的颜色变化来测量溶液酸碱度的传感器。
它通过测量溶液中酸碱指示剂的颜色变化,并与已经校准的电势值相匹配,来确定溶液的PH值。
PH传感器在环境监测、生物医学、食品加工等领域具有重要的应用价值。
ph值传感器原理

ph值传感器原理
pH值传感器是一种用来测量溶液酸碱性的设备。
它的原理基
于溶液中的氢离子浓度(H+),这是衡量溶液酸碱性的一项
指标。
pH值传感器使用一种特殊的电极,被称为玻璃电极。
这种电
极通常由玻璃微球制成,内部充满含有氯化银的电解质溶液。
玻璃电极的内外两侧,分别处于待测溶液和参比溶液中。
在测量过程中,待测溶液中的氢离子与玻璃电极表面发生反应,引起电解质中氯化银的解离,释放出氯离子。
这些氯离子会与参比溶液中的银离子反应,导致参比溶液中的银离子浓度发生变化。
这种变化会在玻璃电极与参比电极之间产生微小的电压差,被称为电势差(E)。
pH值传感器通过测量这个电势差,即可
确定溶液的酸碱性。
通常,pH值传感器采用了一个用来校准和调节电势差的参比
电极。
这样可以确保测量结果的准确性和稳定性。
总的来说,pH值传感器的工作原理是基于玻璃电极与溶液中
氢离子的反应,通过测量电势差来确定溶液的酸碱性。
这种传感器在许多化学、环境和生物领域中都有广泛的应用。
pH传感器

pH传感器pH是水溶液最紧要的理化参数之一。
凡涉及水溶液的自然现象。
化学变化以及生产过程都与pH有关,因此,在生活用水、工业、农业、医学、环保和科研领域都需要测量pH。
接下来我们来了解一下pH传感器,PH传感器是用来检测被测物中氢离子浓度并转换成相应的可用输出信号的传感器。
pH传感器可以对大型反应槽或制程管路中pH值测定;耐高温杀菌、CIP清洗;电极长度有120、150、220、250、450mm等多种选择。
PH传感器用于多种场合的pH值测量,比如:水源地水质PH值测量、废水污水场合pH值测量,电镀废水场合pH值测量,高温场合pH值测量,发酵场合pH值测量,高压场合pH值测量等多种场合pH值的测量。
在实际使用过程中,pH实际使用过程中,在pH传感器可能会存在以下问题:灵敏度/斜率下降,响应迟缓,噪声信号以及化学破坏。
(1)灵敏度/率斜:在pH和探头的电极电位之间存在肯定的理论关系(见前述的能斯特方程)。
新的pH探头可接近其理论斜率(即25℃下每pH单位的电极电位为59mv),但随着探头的老化或破坏,灵敏也会不断下降。
将系统进行某种pH校准(通过缓冲液设置掌控)后,再用一种或多种缓冲液进行检验。
与预期结果不同的是,pH计的读数会系统性地偏离已知缓冲液的pH值。
假如所得到的线比较陡,说明斜率设置过低;假如所得的线比较平缓,则说明斜率设置过高。
(2)清洗:当pH探头表现出响应延迟或灵敏度下降时,就需要对其进行清洗。
pH探头恶化的重要原因是发酵液中的物质污染了多孔塞,多孔塞假如被污染就会由白色变成褐色或黑色。
为防止污染,可将pH探头浸泡在10mmol/LHCl溶液中,这样不会损坏pH传感器(这也可用于运行间歇期间常规保存pH探头)。
有时添加胃蛋白酶有助于去除蛋白质沉淀。
假如HCl处理没有效果,可以尝试下面两种方法,尽管它们具有肯定的损坏pH探头的风险,但也有肯定的效果。
将pH探头浸泡于1%左右的H2O2溶液中约1~2h;或者对多孔塞进行不冷不热的机械清洗,即采纳锋利的刀片刮去外表面的沉积物。
PH检测及控制系统的发展

PH检测及控制系统的发展1. 引言PH值是用来表示溶液中酸碱程度的指标,对于许多工业过程、环境保护和生命科学研究都具有重要意义。
PH值的测定可通过化学方法或仪器手段实现,其中仪器手段主要包括PH电极测量和光学PH探针测量两种方式。
在现代化的生产制造中,通过PH检测及控制系统,可以达到能耗节约、自动化控制、提高生产效率、保证产品品质等目的。
本文将探讨PH检测及控制系统的发展历程和未来发展趋势。
2. PH检测技术的发展历程2.1 化学分析法早期的PH值测量主要采用化学分析方法,如使用指示剂变色法、比色法、电位滴定法等。
这些方法存在工作量大、测量范围有限、分辨率低等不足,尤其是在自动化生产中很难实现实时监测和精确控制,因此逐渐被仪器测量技术取代。
2.2 PH电极测量技术20世纪初,PH电极技术开始得到应用。
PH电极是一种基于玻璃或塑料管中的电极对的电化学传感器,它可以将PH值的变化转换为电压信号。
要测量溶液的PH值,只需把PH电极插入溶液中即可,然后通过电极产生的微弱信号转化为PH值。
2.3 光学PH探针测量技术随着移动设备、虚拟现实等新兴技术的崛起,对PH检测需求的多样化和普及化趋势日益明显。
在实际应用中,PH电极存在要求精度高、维护费用高、使用寿命短等诸多问题。
为此,新型的光学PH探针测量技术逐渐兴起。
光学PH探针是一种通过测量溶液中激光的光谱强度变化来测量PH值的新兴检测方法,其具有使用方便、精度高、反应迅速、可重复性好等优点。
越来越多的应用场景和用户认可逐渐推动了光学PH探针测量技术的普及和发展。
3. PH检测与控制技术的应用3.1 工业领域PH值的自动控制在工业生产中起着非常重要的作用,如在纺织印染、造纸造浆、化工合成、制药、食品加工等生产过程中,PH值的控制可以影响产品的质量和产量。
PH电极和光学PH探针成为了普遍任务利用的检测技术,许多含有PH反应的过程被控制自动化控制,不仅节约了人力资源和能源,也提高了产品质量。
ph传感器的工作原理和应用

PH传感器的工作原理和应用1. 工作原理PH传感器是一种用于测量溶液酸碱度的装置。
它基于物质的电离程度和离子浓度的关系来测量溶液的pH值。
以下是PH传感器的工作原理:1.PH传感器的内部结构:PH传感器通常由一个玻璃电极和一个参比电极组成。
玻璃电极内部有一个电解质溶液和一个含有玻璃膜的玻璃球。
参比电极则用于提供一个电压基准。
2.电离和浓度变化:当溶液中发生酸碱反应时,水中的H+离子和OH-离子的浓度会发生变化。
玻璃电极与溶液接触后,玻璃膜表面的Si-OH基团会吸附溶液中的H+或OH-离子,形成H3O+或OH-,从而改变玻璃电极的电荷状态。
3.电位差的测量:PH传感器通过测量玻璃电极与参比电极之间的电位差来测量溶液的pH值。
当溶液中的H+离子浓度增加时,玻璃电极会产生更多的H+吸附在玻璃膜上,导致电位差增加;反之,溶液的碱性增加时,电位差会减小。
4.温度补偿:由于PH值受温度影响较大,通常需要对测量结果进行温度补偿。
温度传感器可以监测溶液的温度,并对PH传感器的输出进行校正,以确保准确的测量结果。
2. 应用领域PH传感器广泛应用于各种领域,以下是一些常见的应用领域:2.1 农业•土壤酸碱度测量:PH传感器可以用于测量土壤的酸碱度,帮助农民了解土壤的健康状况和适宜种植的作物。
•水质监测:PH传感器可以测量农田灌溉水的酸碱度,判断水质是否适合作物的生长,并帮助做出适当的水质调节。
2.2 环境监测•水体监测:PH传感器可以用于监测河流、湖泊和海洋等水体的酸碱度,评估水质污染程度。
•污水处理:PH传感器在污水处理厂中用于监测处理过程中的酸碱度,帮助控制化学药剂的投放量,优化污水处理效果。
2.3 食品加工•食品酸度监测:PH传感器可以测量食品和饮料的酸度,确保产品的质量和安全。
•酿酒工艺控制:PH传感器在酿酒过程中的应用可以帮助酿酒师监测酿酒液的酸碱度,控制发酵过程,保证产品的口感和质量。
2.4 医疗和生命科学•生物实验:PH传感器常用于生物实验室中,测量生物培养基的酸碱度,维持细胞培养的合适环境。
pH响应性电化学传感器的研究进展

pH响应性电化学传感器的研究进展作者:佟莹来源:《科学与信息化》2017年第02期摘要智能材料已经成为近年来的研究者热点,将智能材料与电化学传感器结合起来可以实现电化学传感器的智能化。
本文总结了近年来基于pH响应性电化学传感器的研究并对该领域的发展作一展望。
关键词电化学;传感器;智能材料;pH响应性材料刺激响应性材料,也叫智能材料,能够针对外部光、电、温度、磁性、生物等刺激方式做出响应,其响应方式通常是构象、带电状态、亲疏水性的变化以及应激材料分布的变化,并且这种响应并不局限于单一信号。
将这些不同的应激材料可以组合成更复杂的应激体系,来应对更加复杂的环境。
电化学传感器是一类研究及应用极其广泛的传感器,根据检测对象的不同可以分为化学传感器和生物传感器。
通常,电化学传感器的工作电极都会进行一定的修饰,以达到高灵敏度,高选择性,高稳定性的特性。
将刺激响应材料与电化学传感器相结合,是电化学传感器发展的必然方向。
1 基于聚合物和水凝胶的pH响应体系在众多pH刺激响应性材料中,聚合物和水凝胶是被研究最多的材料[1]。
他们能够根据环境参数微小的改变而发生体积的明显变化。
比如,在碱性溶液中,含弱酸基团的水凝胶可以发生去质子化过程,其结果就是凝胶网络带电基团的密度增大而发生体积的膨胀。
相反,在酸性溶液中,弱酸性凝胶发生质子化过程,导致凝胶内部对离子含量和电荷密度的降低,使凝胶发生缩聚[2]。
现有工作中,大量的电化学反应结合了pH敏感聚合物或水凝胶来制备pH响应性电化学系统。
利用刺激响应聚合物或水凝胶与氧化还原物种结合,通过调控聚合物或水凝胶的膨胀或缩聚状态,进而调控氧化还原物质在电化学界面的反应。
Tam等人利用PAA和P2VP 制备了pH响应性聚合物刷,由于P2VP链带正点,在pH小于3的溶液中可以使[Fe(CN)6]4-渗透进入聚合物膜,而带正电的[Ru(NH3)6]3+则被有效阻挡在聚合物膜外。
而在pH大于6的溶液中,带正电的氧化还原探针可以渗透进入,带负点的探针则被阻挡在外[3]。
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pH传感器的研究背景和进展摘要对于pH的研究在我们的生活、食品、医药、工业等领域中是必须要做的工作,随着科学技术水平的不断提高,对于pH传感器的研究也日趋活跃,并且取得了很大的成果,本文将对近年来发展起来的一些具有代表性pH传感器进行综述性的描述,介绍了不同PH传感器的适用范围,并对PH传感器的发展前景做出了展望。
关键字pH传感器稳定性The Backgrounds and Progress of pH SensorsAbstract For pH research in our life, food, pharmaceutical and industrial field is to do, with the improvement of science and technology, the research for pH sensors also has become increasingly active, and made great achievements, the paper will be developed in recent years of some representative pH sensors for the description of the review, this paper introduces different pH sensors, the applicable scope of the pH sensors and looks forward to the development prospect. Keywords pH sensors ;stability我们身边的每一种物质都具有不同的PH值,并且PH值对物质的性质有很大的影响,因此物质PH的研究对我们的生活与科研具有很重要的意义,而对PH 传感器的研究也更成为一个必不可少的课题。
在70年代以前,pH化学传感器主要是各种玻璃电极、金属一金属氧化物电极、离子选择性电极及(醌)氨醌电极等。
而随着科学技术的不断发展,传统的PH传感器在各个领域已经不能满足研究的需求。
用传统的玻璃电极进行pH测量时往往会产生一定的困难,如:玻璃电极存在酸差、阻抗拒高、易破损、需要内部溶液、不能用于含HF溶液中的pH测定、且在高碱度情况下存在“钠误差”和不能用于微环境的PH测定。
而除了液体,我们还需要对固体、软流体等在不同环境下进行PH测量。
面对之前的PH传感器的不足,后来的科学家们进行了不断的弥补与创新,本文将对这些一一作出介绍。
而在现实的应用中,我们更是迫切的需要实时的获取PH值。
如在医院的临床监护、工厂的化学过程控制、人类工作与生活环境的监测与保护等领域以及那些难于采样的危险场所,化学信息的获取也是十分棘手的。
因此,对于已有pH传感器的研究应用以及进行新的pH传感器的开发、应用是十分重要的。
1.8-羟基喹啉-5-磺酸修饰电极pH传感器我们已知传统的玻璃电极具有很多的缺陷,为了克服这些缺陷,人们开始致力于非玻璃电极的研究,其中之一便是使用化学修饰电极。
张玉等人对8-羟基喹啉-5-磺酸修饰电极pH传感器进行了制备并对其性能及稳定性与重现性进行了研究,并取得了良好结果。
他们将铂丝电极分别用1∶1硝酸溶液,无水乙醇和二次蒸馏水超声清洗5 min,放入含有0.01 mol/L8-羟基喹啉-5-磺酸(HQS)的0.1 mol/L(pH=4. 0)HAc-NaAc修饰液中,通N215 min以除去O2,于0. 4 V~1. 4 V电位范围内进行12圈循环伏安扫描,扫描速度为0. 1 V/s,再此电极在修饰液中再浸泡10 min后,便制的了8-羟基喹啉-5-磺酸修饰电极。
该电极在pH 1. 7到12. 9的范围内pH值与电极电位呈良好的线性关系。
在水溶液中进行酸碱滴定时,滴定终点附近有大的电位突跃,说明它很适于于酸碱滴定的终点指示。
对该电极的稳定性和重现性进行测试时也取得了令人满意的结果。
该电极在pH=5. 6的HAc-NaAc缓冲溶液中连续测定8 h,可以看出连续测定时的相对标准偏差为0. 2%。
将该电极交替在pH=5. 6和pH=4. 7的HAc-NaAc 缓冲溶液中测定10次,结果电位值的相对标准偏差为0. 18%.稳定性结果如表1所示。
表1 电极的稳定性测试t/h 1 2 3 4 5 6 7 8 RSD(% ) E/mV 294 292 292 292 292 292 292 294 0. 20当测试干扰离子对该修饰电极的影响的时候发现,Li+、Na+、K+、NH+4、Cr3+、Pb2+、Ce3+、Cu2+、Ca2+、Ni2+、Sr2+、Fe3+、Al3+、Mg2+、NO-2、NO-3、SO2-3、SO2-4、Cl-、ClO-4、柠檬酸根、酒石酸根、草酸根,均不干扰测定,但当Fe2+浓度大于10-4mol/L,As3+浓度大于10-7mol/L,Br-和I-浓度大于10-7mol/L,抗坏血酸根浓度大于10-4mol/L时对测定有干扰。
[2]2.聚苯胺修饰电极超微pH传感器随着化学修饰电极的发展,为pH电极的微型和多样化开拓了新途径。
万其进等人利用聚苯胺修饰碳纤维制备了超微pH传感器,针对传统的玻璃电极的缺陷,它具有响应快、稳定性高、重现性好及选择性高等特点。
更重要的是,此超微型PH传感器实现了微环境的PH测量。
他们将一定长度的碳纤维电极(通常为2~4mm),分别在1:1HNO3、2mol/LNaOH、丙酮和乙醇溶液中超声处理3~5min,最后在二次蒸馏水中超声洗涤5min,再将电极在pH=7的磷酸盐缓冲溶液中于+2.OV预处理60s,-1.2V预处理30s,然后在-0.5V~+1.5V之间进行循环伏安扫描,直至稳定.电极的修饰采用三电极系统,以碳纤维电极为工作电极,铂丝电极为对电极,饱和甘汞电极为参比电极,以含0.1mol/L苯胺的1mol/LH2SO4溶液为底液,在-0.2V~+0.9V之间以100mV/s的扫速循环伏安扫描20圈左右,即得到聚苯胺膜修饰碳纤维超微pH传感器。
此PH传感器在pH2~12.5的范围内,pH与电极电位也呈现出了良好的直线关系。
电极的稳定性和重现性均较好.在pH ≈6.6的缓冲溶液中,用同一支电极测定电极电位达 2.5h,其标准偏差为0.62mV(n=30),再将该电极交替在pH6.9和pH7.5的磷酸盐缓冲溶液中测定2.5h,结果电位值的标准偏差为0.4mV(n=10)。
电极连续使用3个月后,性能基本保持不变,仍可用于测定。
该超微pH传感器首次实现了对芸苔属植物活体柱头乳突细胞和花粉粒表面微环境的pH值测定。
一般都以铂电极或铂丝为基体都需与另一个参比电极配合使用。
这对于某些活体测定或者某些特殊场合会有不便。
王朝谨等人研制出了一种新的PH传感器,他们采用电化学聚合法将聚苯胺修饰在钨丝电极上,并将经聚苯胺修饰的钨丝电极安置人Ag一AgCl体系的针型塑料管内,把两者组装成复合的针型PH传感器,可直接穿刺到实物中进行pH测定。
首先拉制玻璃毛细管,用金相砂纸打磨钨丝,使其表面光亮。
把钨丝通过玻璃毛细管,并将钨丝电极尖端截留一定的长度(通常为5~7mm),用环氧树脂封口。
同时将KCl-琼脂溶液加热,使琼脂完全溶解呈透明状,立即把钨丝电极和Ag-AgCI电极同时插人装人有琼脂的塑料管内,并使钨丝电极尖端的5~7mm露出塑料管外,再用环氧树脂封口。
然后对约5~7mm 的钨丝进行清洗。
在无水乙醇和双蒸水中各超声洗涤5min,再将该电极在pH=7的磷酸盐缓冲溶液中于+2.OV预处理60s,-1.2V预处理30s,然后在-0.5V~+l.5V 之间进行循环伏安图扫描7次。
电极的修饰采用三电极系统。
以钨丝电极工作电极,铂丝电极为对电极,饱和甘汞电极为参比电极,以含0.1mol/L苯胺的1.5mol/LH2SO4溶液为底液,在-0.2V~+0.9V之间以6OmV/s的扫描速度循环伏安扫描30次左右,即得到聚苯胺膜修饰的钨丝pH传感器。
此电极修饰膜的性能与硫酸介质中苯胺的浓度有关。
在较低的苯胺浓度下(为0.olm。
比)所得的钨丝电极对pH响应不稳定,而在较高浓度下(1mol几)所得的修饰膜粗糙,且电极尖端容易结集出团状的聚苯胺,疏松易脆落,只有在这适中的浓度下(如0.lmol几)才能获得良好的修饰膜。
[4]该传感器pH与电极电位也有很好的线性关系,但却不比万其进等人的聚苯胺膜修饰碳纤维超微pH传感器好。
[3,4]该传感器也已经成功地应用于水果内微区pH的测定,并且获得了较准确地PH值。
[4]3.氧化钨pH传感器肖凤英和徐金瑞曾研制出了多束圆盘式钨/氧化钨微型pH传感器,将多束钨丝装进毛细管后,迅速插入盛有快速胶的瓶中,让快速胶自然上升到毛细管中。
待干固后,分别用粗砂纸和金相砂纸磨光,其端面成微小圆盘.然后,分别在热的0.1 mol/LNaOH溶液和0.1 mol/LHCl溶液中超声清洗。
用去离子水冲洗,在室温下浸入氧化液中浸泡约8 h。
最后,用去离子水冲洗后即可使用。
该电极使用前无需浸泡,平时可直接保存于空气或蒸馏水中。
且具有不易碰伤的优点。
该pH 传感器的稳定性好,pH值的响应范围宽,而且温度对pH值的测定影响小胆气响应时间长达4min。
[5]之后陈东初等人对氧化钨电极做出了改善,他们采用溶胶-凝胶法制备了氧化钨pH电极,再由氧化钨pH电极与固态Ag/AgCl参比电极制备成氧化钨pH传感器,该传感器不需要参比溶液与陶瓷隔膜。
电极的具体制备方法如下,Na2WO4溶液经阳离子交换树脂处理,得到氧化钨胶体溶液,添加H2O2,C2H5OH作为稳定剂.采用浸涂法在前处理后的钨丝上涂敷氧化钨胶体溶液,进行热处理生成氧化物涂层,热处理温度为100~400℃.电极的一端打磨后与铜导线点焊,然后用有机硅绝缘胶封闭,露出氧化物H+敏感膜,进行测试. 该传感器在pH值为2~11范围内有良好的电位(V)-pH响应线性关系,响应灵敏度为52. 6mV(以pH值变化为1来量度),测量精度可达0. 1个pH值;氧化钨pH电极具有耐HF腐蚀的能力,可用于HF溶液的浓度测量。
氧化钨pH传感器还可以应用于胶体的测量,而且其其响应时间小于1min。
[6]4.光学pH传感器光化学 pH 传感器则具有体积小、不带电、抗电磁干扰性能强、无污染等优点,因而在各类化学反应、环境监测、生物医学领域、及地下矿井、武器试验等危险场合的遥测遥控方面,都有广阔的应用前景。
[7]1950年J·x·Peterson等人首次研制出光学pH传感器,开拓了pH测量的新领域。
[7]这类传感器是以光电转换为基础,利用pH值随质子化可渗透簿膜的光学特性而改变的性质。