本發(fā)明涉及一種磁性電極，屬于電極制造領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

1、電極被廣泛應(yīng)用于各種電化學(xué)反應(yīng)中，包括但不限于氧化、還原、電解、電析和電沉積。隨著時(shí)代發(fā)展，電極從20世紀(jì)80年代開始應(yīng)用于制備電化學(xué)傳感器進(jìn)行對(duì)物質(zhì)的檢測，原理是：目標(biāo)物質(zhì)與電極接觸，發(fā)生氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生或消耗電子產(chǎn)生電流變化。

2、目標(biāo)物質(zhì)如何精準(zhǔn)地吸附在電極片上、而不會(huì)吸附到其他地方同時(shí)保證不會(huì)吸附其他雜質(zhì)便成了電化學(xué)傳感器制備的關(guān)鍵。磁性電極可以吸附磁性粒子，被檢測物質(zhì)如果具有磁性、或經(jīng)改性后具有磁性，就可以吸附于磁性電極上，從而簡單高效地提高電極的測量靈敏度和穩(wěn)定性?，F(xiàn)有的磁性電極通常采用具有較高導(dǎo)電性和化學(xué)穩(wěn)定性的玻碳電極、鉑電極等作為電化學(xué)傳感器，與磁性材料（如永磁體）結(jié)合，以磁性材料作為磁性來源，如中國專利文獻(xiàn)cn102590301a中公開的磁性玻碳電極。以永磁體作為磁性來源，簡單且磁性強(qiáng)，但由于本身磁性強(qiáng)的原因，磁性粒子很容易吸附到電極側(cè)面，而不會(huì)吸附到電極底部的電極片上，這樣會(huì)產(chǎn)生以下問題：（1）測試結(jié)束后想去除電極側(cè)面的粒子很難，通過擦拭和打磨的方式很容易對(duì)電極產(chǎn)生損害，導(dǎo)致反應(yīng)效率下降；（2）由于永磁體材料的磁力線過于分散，磁性粒子無法準(zhǔn)確吸附到電極片上，對(duì)反應(yīng)效果有很大影響，并且需要進(jìn)行細(xì)致的選擇和控制；（3）采用磁性粒子進(jìn)行電化學(xué)檢測時(shí)，由于溶液的被檢測物濃度不同，磁性粒子與被檢測物質(zhì)結(jié)合程度也不同，而且溶液中可能含有一些其他磁性雜質(zhì)，不加處理的永磁體電極往往會(huì)無法篩選粒子而全部吸附，導(dǎo)致不同濃度的檢測結(jié)果差別不理想。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于此，本發(fā)明提供一種磁性電極，磁性粒子不會(huì)吸附到電極側(cè)面，而是吸附到底部的電極片上。

2、具體而言，包括以下的技術(shù)方案：

3、一種磁性電極，包括頂部開口且電絕緣的非磁性外殼、封蓋、磁體、高磁導(dǎo)率筒、非磁性金屬連接頭和非磁性電極片，

4、所述封蓋與所述非磁性外殼的頂部固定連接；

5、所述封蓋上設(shè)有金屬接頭孔；

6、所述磁體設(shè)于所述非磁性外殼內(nèi)，所述磁體的一極朝向所述非磁性外殼底部；

7、所述高磁導(dǎo)率筒的相對(duì)磁導(dǎo)率不小于5000，設(shè)于所述非磁性外殼與所述磁體之間，所述高磁導(dǎo)率筒與所述磁體不接觸，并在所述磁體的整個(gè)長度方向上環(huán)繞所述磁體，且所述高磁導(dǎo)率筒下端抵接于所述非磁性外殼的底部內(nèi)側(cè)；

8、所述非磁性電極片設(shè)于所述非磁性外殼的底部外端面，位于所述磁體下方，且所述非磁性電極片與所述高磁導(dǎo)率筒和所述磁體均形成電絕緣；

9、所述非磁性外殼的側(cè)壁內(nèi)設(shè)有通孔，所述非磁性金屬連接頭設(shè)于所述通孔內(nèi)，下端與所述非磁性電極片連接，上端通過所述金屬接頭孔從所述封蓋中伸出。

10、本發(fā)明所述非磁性是指相對(duì)磁導(dǎo)率不大于1.5，優(yōu)選不大于1。所述非磁性外殼可以選用公知公用的材質(zhì)，如聚四氟乙烯、聚丙烯塑料、聚碳酸酯、聚酰亞胺、聚醚酮或聚苯乙烯，這些材質(zhì)耐高溫耐腐蝕，可適用于各種反應(yīng)條件、保持長時(shí)間穩(wěn)定的溫度，使電極保持穩(wěn)定的磁場強(qiáng)度，使反應(yīng)狀態(tài)更穩(wěn)定。所述封蓋也可以采用非磁性電絕緣的材質(zhì)，例如前述非磁性外殼所選用的材質(zhì)，但所用材質(zhì)與所述非磁性外殼可以相同或不相同。

11、作為本領(lǐng)域公知常識(shí)，所述非磁性電極片為導(dǎo)電材質(zhì)。

12、所述非磁性金屬連接頭頂部用于連接外界電路，底部與所述非磁性電極片電連接，導(dǎo)電性好，相對(duì)磁導(dǎo)率不大于1.5，不會(huì)對(duì)磁場產(chǎn)生干擾，可選用的材質(zhì)為銅、鋁、銅包鋼、銅包鋁，銅合金或鋁合金。

13、本發(fā)明以所述非磁性外殼內(nèi)的所述磁體為所述非磁性電極片提供磁性來源，以設(shè)于所述非磁性外殼和所述磁體之間的所述高磁導(dǎo)率筒環(huán)繞所述磁體，由于所述高磁導(dǎo)率筒的相對(duì)磁導(dǎo)率不小于5000，而空氣和所述非磁性外殼的相對(duì)磁導(dǎo)率僅約為1，因此可以有效束縛從所述磁體發(fā)出的磁力線沿所述高磁導(dǎo)率筒壁傳導(dǎo)，所述磁性電極側(cè)面（即所述非磁性外殼的外側(cè)壁）不會(huì)產(chǎn)生明顯的磁力，使磁力聚集在所述非磁性電極片上。顯然，所述環(huán)繞是指在整個(gè)周向上進(jìn)行環(huán)繞。

14、作為本發(fā)明的改進(jìn)，所述磁性電極還包括相對(duì)磁導(dǎo)率不小于5000的高磁導(dǎo)率底盤，

15、所述高磁導(dǎo)率底盤固定于所述非磁性外殼的底部內(nèi)側(cè)，其在所述非磁性電極片上的投影不超出所述非磁性電極片，且所述高磁導(dǎo)率筒的底面比所述高磁導(dǎo)率底盤的底面高至少1mm；

16、所述磁體在所述高磁導(dǎo)率底盤上的投影不超出所述高磁導(dǎo)率底盤；

17、所述高磁導(dǎo)率底盤與所述非磁性電極片之間電絕緣。

18、所述高磁導(dǎo)率底盤與所述高磁導(dǎo)率筒聯(lián)合作用，加強(qiáng)對(duì)磁力線的束縛和引導(dǎo)，可以進(jìn)一步使磁力線在所述非磁性電極片上均勻分布，從而有利于磁性粒子均勻吸附于所述非磁性電極片上，利于反應(yīng)進(jìn)行。優(yōu)選的，所述磁體為圓柱形，所述高磁導(dǎo)率底盤和所述非磁性電極片為圓形（顯然，此處圓形是未考慮所述高磁導(dǎo)率底盤和所述非磁性電極片的厚度而言的），所述磁體、所述高磁導(dǎo)率底盤和所述非磁性電極片同軸設(shè)置；所述高磁導(dǎo)率底盤直徑不小于所述磁體直徑、且不大于所述非磁性電極片直徑。

19、作為本發(fā)明的改進(jìn)，所述磁性電極還包括非磁性磁體接頭，

20、所述封蓋上設(shè)有磁體接頭孔；

21、所述非磁性磁體接頭下端伸入所述高磁導(dǎo)率筒內(nèi)與所述磁體頂部固定連接，上端通過所述磁體接頭孔從所述封蓋中伸出、并可沿軸向移動(dòng)地固定連接于所述封蓋上。

22、在這種改進(jìn)方案中，所述磁體可以跟隨所述非磁性磁體接頭在所述非磁性外殼內(nèi)上下調(diào)節(jié)位置，從而調(diào)節(jié)底部所述非磁性電極片周圍的磁場強(qiáng)度。所述非磁性磁體接頭材質(zhì)可選用鋁、銅、奧氏不銹鋼等不導(dǎo)磁材質(zhì)。優(yōu)選的，所述非磁性磁體接頭與所述封蓋之間的固定連接方式為螺紋連接，或所述非磁性磁體接頭在所述磁體接頭孔內(nèi)與所述封蓋之間形成可滑動(dòng)的過盈配合。

23、優(yōu)選的，

24、所述封蓋可拆卸地與所述非磁性外殼的頂部固定連接；

25、所述非磁性電極片不留磁。

26、所謂“不留磁”是指將外部磁場移除后，所述非磁性電極片沒有明顯剩磁。

27、優(yōu)選的，所述高磁導(dǎo)率筒和所述高磁導(dǎo)率底盤都具有低矯頑力。矯頑力代表磁性材料抵抗退磁的能力，低矯頑力則意味著磁場撤去后不會(huì)產(chǎn)生明顯剩磁。優(yōu)選，本發(fā)明中所述低矯頑力是指矯頑力在0到30安培每米（a/m）之間。

28、所述高磁導(dǎo)率筒和高磁導(dǎo)率底盤可以選用符合要求的各種公知公用的材質(zhì)，如坡莫合金、超坡莫合金、鐵硅鋁合金、鐵基和鈷基非晶態(tài)或納米磁性合金，兩者材質(zhì)可以相同或不同。

29、由于封蓋可拆卸，因此固定于所述封蓋上的所述非磁性磁體接頭和與所述非磁性磁體接頭相連的所述磁體可以在測試結(jié)束后，一并隨所述封蓋從所述非磁性外殼中取出，這時(shí)，由于所述非磁性電極片不留磁、所述高磁導(dǎo)率筒和所述高磁導(dǎo)率底盤具有低矯頑力，都不會(huì)產(chǎn)生剩磁，所述非磁性電極片周圍的磁場消失，可以方便、有效地去除吸附于所述非磁性電極片上的磁性粒子。

30、所述非磁性電極片可采用本領(lǐng)域公知公用的材質(zhì)，優(yōu)選為鉑、玻碳或奧氏不銹鋼，這些材質(zhì)具有很高的化學(xué)穩(wěn)定性和防腐蝕性，相對(duì)磁導(dǎo)率在1左右，不會(huì)對(duì)磁場產(chǎn)生干擾。

31、優(yōu)選的，

32、所述磁體為圓柱形，所述非磁性外殼和所述高磁導(dǎo)率筒均為圓筒形，所述非磁性電極片為圓形；

33、所述磁體、所述高磁導(dǎo)率筒、所述非磁性外殼和所述非磁性電極片同軸設(shè)置；

34、所述高磁導(dǎo)率筒的內(nèi)徑大于所述磁體的直徑。

35、所述磁體可以為永磁體或電磁體；

36、當(dāng)所述磁體為電磁體時(shí)，所述封蓋上設(shè)有線圈導(dǎo)線孔，所述電磁體的線圈導(dǎo)線經(jīng)所述線圈導(dǎo)線孔伸出所述封蓋。作為公知技術(shù)，所述電磁體可以通過調(diào)節(jié)線圈匝數(shù)的方式調(diào)節(jié)所述非磁性電極片周圍的磁場強(qiáng)度，也可通過斷電的方式去磁。

37、本發(fā)明中，所述磁體可以盡量選用磁性強(qiáng)的材質(zhì)，無需擔(dān)心電極側(cè)面漏磁而吸附磁性粒子現(xiàn)象的產(chǎn)生。例如永磁體可采用釹鐵硼或鈷硼；而電磁體可以鐵硅為磁芯，有很高的磁導(dǎo)率且線圈匝數(shù)可調(diào)節(jié)。磁體磁性較強(qiáng)，則可以有效吸附各種粒子。

38、優(yōu)選的，所述高磁導(dǎo)率底盤厚度為1-4mm，所述高磁導(dǎo)率筒的底面比所述高磁導(dǎo)率底盤的底面高1-4mm。所述高磁導(dǎo)率筒厚度優(yōu)選為1-4mm。

39、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案的有益效果至少包括：

40、1、本發(fā)明可有效束縛磁力線，所述磁性電極側(cè)面幾乎沒有磁力，使用時(shí)磁性電極側(cè)面不會(huì)吸附磁性粒子，磁性粒子基本全部吸附于所述磁性電極底部的所述非磁性電極片上。

41、2、所述非磁性電極片周圍的磁場強(qiáng)度可調(diào)整，可根據(jù)目標(biāo)粒子的特性調(diào)節(jié)產(chǎn)生合適的磁性，避免吸附其他粒子。從而增強(qiáng)電極的吸附選擇性，便于對(duì)所吸附的磁性粒子進(jìn)行篩選。

42、3、電化學(xué)檢測結(jié)束后，可以方便移除所述非磁性電極片周圍的磁場，便于后期回收和轉(zhuǎn)移電極上吸附的磁性粒子，避免通過打磨的方式清理電極，減少了后續(xù)清理電極時(shí)造成的損耗。