用于伏安分析法的电极制造技术

本发明专利技术提出了一种用于伏安分析法的电极．将溶剂与高分子物质混合，使其中含有辅助电解质离子，以这种复合高分子材料可以制做伏安分析法所用的电极．另外，使上述复合高分子材料含有离子载体，所得到的材料也可制做伏安分析法用的电极．利用本发明专利技术的电极，不仅可以完成过去的电极不能完成的ＮＨ＋［＋］－［４］分析，而且，由于使用了高分子材料，所以易于成型和加工．（*该技术在2005年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术提出一种用于伏安分析法的电极。 所谓伏安分析法是指利用极化现象的所有电化学分析方法，即指循环伏安分析法，极谱分析法，电量分析法，安培分析法，记时电位滴定法等方法。 以前，各种极谱分析法，循环伏安分析法等的电极通常是采用水银，白金(铂Pt)，碳精等导电材料制备的。 对于使用上述电极的极谱分析法，循环伏安分析法来说，无法对NH+4，SCN-，ClO-4，碱金属离子进行分析，既使能分析，也是非常困难的，原因是这些方法氧化还原电位过高。 因此，为分析上述离子，就必须采用除上述电气材料之外的新材料制成的电极，例如用硝基苯或二氯乙烷等液体作为导电材料的电极。但其操作不方便又缺乏实用性。 本专利技术提供的电极，是将溶剂与高分子物质混合，使其中包含有辅助电解质离子的一种电极。 图1、为用本专利技术的电极作为循环伏安分析装置的作用电极的实施例。 图2 为进行伏安分析时的系统总示意图。 图3 为用图1所示电极分析水溶液中四丁基铵离子时的循环伏安图。 图5 为用图4所示电极分析硝基苯中的苦味酸时的循环伏安图。 图6 是本专利技术的电极示意图; 图7 是使用本专利技术电极的氨传感器示意图。 图8为分析系统示意图; 图9是用图7传感器分析1毫克分子NH4Cl时的循环伏安图; 图10表示NH-4Cl浓度在0-2.0毫克分子范围内的电流值的变化。 图11表示图7传感器电流与PH值的关系。 其中，各图中的标号所代表的意义如下 1……玻璃管 3，3′，12……本专利技术的电极 5……银，氯化银电极 10……伏安分析法装置 Epa，Epc……峰值电位 Ipa……峰值电流 下面根据示图对本专利技术加以说明。 图1是将本专利技术电极作为循环伏安分析法中的作用电极w使用的一实施例。电极w按下述方法制成。 在玻璃管1的一端，装一内径为0.3厘米的硅管2，在硅管2的顶端安装本专利技术的电极3。 电极3的制法是2克聚氯乙烯(高分子物质)与10毫升硝基苯溶剂相混合，再加0.1克分子/分米3辅助电解质四丁基铵四苯基(TBA TPB)，使其中包含有导电离子。 将电极3装在硅管2的顶端后，在玻璃管1内充满0.1克分子/分米3的四丁基铵氯化物(TBA Cl)溶液4，再在这种溶液中插入银。氯化银(Ag/Agcl)电极5，电极5的另一端伸出玻璃管外。玻璃管1的另一端用仲甲醛6(パラフイルム6)密封。 图2是进行伏安分析时系统的总示意图。7为被检液，3为作用电极9为比较电极，10为伏安分析装置，11为记录仪。图3表示将图1所示电极用于图2装置中的作用电极3来分析水溶液中四甲基铵离子(TMA+)时的循环伏安图。另外，分析过程中使用的比较电极为银/氯化银(Ag/Agcl)电极，使用的辅助电解质为0.1克分子/分米3的氯化锂(Licl)。电位扫描是在0.2伏～0.45伏间进行的。 图3中的虚线是被检液中只含有辅助电解质Licl时的循环伏安图。实线表示含有被检物质TMA时的循环伏安图。 图中，横轴表示电压，纵轴表示电流。Epa表示峰值电位，其值是被检物质所固有的，利用这个值可以进行定性分析。而Ipa表示峰值电流，由于其大小与浓度成比例，所以用它可以进行定量分析。另外，定性分析也可以利用两个峰值电位Epa和Epc的中点电位(半波电位Emid＝ 1/2 (Epa+Epc)进行。 然而，采用本专利技术的电极进行伏安分析，是以油水量面离子移动的原理为基础的，所以当电极使用油性溶剂与高分子物质相混合时，被检液必须是水性的。因此，用图1中的电极能进行分析的被检液为水溶液。 另外，制成图1中电极所能使用的溶剂并不限于用硝基苯，也可以使用二氯乙烷，正硝苯辛基醚等。 图4表示用循环伏安法分析油性被检液时使用的作用电极w′的一个例子。与图1相同，1为玻璃管，5为电极，6为仲甲醛。这个电极w′是如此制成的，在玻璃管1的顶端(内径为0.3厘米)，装上下述的本专利技术电极12后，在玻璃管内充满0.1克分子/分米3氯化锂(Licl)溶液13，再在溶液13内插入银/氯化银(Ag/Agcl)电极。电极12的制成方法是将高分子物质的琼脂与水混合后制成3%的琼脂凝胶体，再加入辅助电解质(0.1克分子/分米3)氯化锂(Licl)即可制成。制作过程中使用的高分子物质既便不是亲水性的高分子，其效果仍然很好。 图5表示使用图4所示的电极对硝基苯中苦味酸进行分析时的循环伏安图。 在这个分析中，使用的辅助电解质是0.1克分子/分米3的四丁基铵四苯基(TBA TPB)。比较电极和电位扫描则与分析TMA+时相同。图5中的Epa，Ipa，Epc分别与图4中对应相同。虚线表示被检液中只含有辅助电解质时的循环伏安图，实线表示含有被检物质苦味酸时的循环伏安图。 另外，作为对特定离子应有选择性的添加剂，可以加入适量离子载体或络形成剂及其它增塑剂。 下面，对测定氨用的伏安分析法中的电极进行说明，这种电极是在上述的电极基础上用含有铵离子的离子载体制成的。图6所示为测定氨用的伏安分析法的电极w″，图中，凡与图1相同的部件注以相同的号数。 3′的制作大体与3相同，所以不同之处仅仅是，作为铵离子的离子载体，加入0.05克分子/分米3的二苯18-寇(醚)-6.14是一种热收缩管，它的作用是用来固定硅管2。 图7是电极w″的氨传感器示意图，氨传感器S是这样制成的使气体透过膜(聚四氟乙烯膜)15固定在支承管(玻璃管)16的端面上，在管16内插入电极w″和比较电极(银/氯化银电极)R，再装入电解液(该电解液是0.05克分子/分米3Mgcl2溶解于0.05克分子/分米3的L-赖氨酸而得到的)17。 这里，气体透过膜15具有完全消除试料中的共存物质影响的作用。 当用传感器S进行试验时，在管16内，为确保电极w″的表面和气体透过膜15之间的水溶液相，安装了一个隔离板18(尼龙筛)。 图8表示用氨传感器S进行伏安分析时的系统总体示意图，如图所示，19为试料注入口，20为缓冲液，21为搅动器22为转动体，23为恒温槽，24为伏安分析装置，25为记录仪。图9是用该系统对试料中铵离子进行分析时的循环伏安图。 分析过程中，为了使试料中的铵离子(NH+4)在缓冲液中作为氨(NH3)溶存下来，缓冲液20使用PH值为9.9的碳酸纳，硼酸纳。测定按下述程序进行。 (1)首先，将氨传感器S插入缓冲液20中，使旋转体22旋转。 (2)一分钟以后，记录循环伏安图。电压扫描在0.2～0.4/伏之间，扫描速度为10毫伏/秒。 (3)在几次记录下循环伏安图后，检查是否得到相同的结果，这时的循环伏安图用图9中虚线表示。 (4)接着，将试料(本分析中用1毫克分子NH4cl溶液)由注入口19处利用小型注射器注入(图中未画出)。这时伏安分析装置24的电位固定在一个定值上。 (5)返回第(2)步，第(3)步，同样操作后可得到循环伏安图，这时的循环伏安图就是图9中的实线。 对于循环伏安图来说，由于峰值电流是与浓度成正比例的，所以，由图求出峰值电流后，就可以求出分析对象的离子浓度。图中，峰值电本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于伏安分析法的电极，其特征在于：将溶剂与高分子物质混合，使其中含有辅助电解质离子，用这种复合高分子材料制成的电极可用于伏安分析法。

【技术特征摘要】
1、用于伏安分析法的电极，其特征在于将溶剂与高分子物质混合，使其中含有辅助电解质离子，用这种复合高分子材料制成的电极可用于伏安...

【专利技术属性】
技术研发人员：千田贡，甬谷忠昭，大利行，
申请(专利权)人：株式会社岛津制作所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]