一種可逆氫參比電極的制作方法
【專利摘要】一種可逆氫參比電極。包括一個(gè)電極殼體，電極殼體上部為一個(gè)球體，球體上嵌入一根鉑絲或鈀絲引線，外部的引線連接外接導(dǎo)線，內(nèi)部的引線連接活性電極，電極殼體的下部為盛放電解質(zhì)溶液的管體，管體的下端留有一個(gè)凹槽，凹槽內(nèi)開(kāi)有一個(gè)小孔。氫氣為外部導(dǎo)入式(或電解式)，鋼瓶中的氫氣經(jīng)插入RHE直筒的細(xì)長(zhǎng)鋼針，緩慢導(dǎo)入RHE的球體。本參比電極一次可連續(xù)使用半年，經(jīng)10分鐘重新導(dǎo)入氫氣后電極可繼續(xù)使用。該可逆氫參比電極制作簡(jiǎn)單、使用方便、電勢(shì)穩(wěn)定、保存容易，在氧還原反應(yīng)、析氧反應(yīng)、析氫反應(yīng)、甲醇電氧化、甲酸電氧化等測(cè)量中具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。
【專利說(shuō)明】
一種可逆氫參比電極
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及電極技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種可逆氫參比電極。
【背景技術(shù)】
[0002]參比電極的電極電位穩(wěn)定并具有準(zhǔn)確的已知數(shù)值，可以作為測(cè)量其他電極的電極電位的基準(zhǔn)。參比電極由于其可逆性、穩(wěn)定性、重現(xiàn)性好，溫度系數(shù)小，適用范圍寬而得到廣泛應(yīng)用。
[0003]氫電極最經(jīng)常被用作為電極電位的基準(zhǔn)。氧化還原電位幾乎都是以其為基準(zhǔn)測(cè)定出來(lái)的。這主要是因?yàn)?，其反?yīng):
[0004]2H++2e—= ?
[0005]是最基本的反應(yīng)，而且具備了上述所列舉的作為參比電極應(yīng)具備的所有條件，尤其是電位重現(xiàn)性甚佳。優(yōu)質(zhì)氫電極的電位測(cè)量誤差不超過(guò)10uV。
[0006]可逆氫的巨大優(yōu)勢(shì)在于，測(cè)量氧還原、氧產(chǎn)生或氫產(chǎn)生這樣的電化學(xué)反應(yīng)時(shí)，所用的電解質(zhì)溶液與可逆氫中的溶液直接取自同一瓶溶液，濃度一致，完全避免了液接電位帶來(lái)的誤差。
[0007]采用可逆氫后，總反應(yīng)中不涉及酸堿的濃度，使得不同酸堿濃度所測(cè)的催化劑的性能，可以直接比較。
[0008]常用的飽和甘汞電極(SCE)和銀/氯化銀電極(Ag/AgCl)不適宜直接和長(zhǎng)時(shí)間測(cè)量許多要求較高的電化學(xué)反應(yīng)，比如許多測(cè)量中不希望引入Cl—這一干擾，但SCE在工作時(shí)會(huì)從陶瓷砂芯中等速率地滲出K+和Cl—進(jìn)到電解池中?？赡鏆錄](méi)有此問(wèn)題，內(nèi)部所填充的電解質(zhì)溶液與測(cè)量時(shí)電解池中所用的溶液相同。
[0009]汞/氧化汞電極(Hg/HgO)，汞/硫酸亞汞電極(Hg/Hg2S04)和飽和甘汞電極等常用的參比電極，活性物質(zhì)偏少，容易受到污染的干擾，常遇到嚴(yán)重漂移的情況，損壞后無(wú)法再生。
[0010]甲醇、乙醇、甲酸、氨、肼等小分子，容易引起常用的參比電極如汞/氧化汞電極(Hg/HgO)，萊/硫酸亞汞電極(Hg/Hg2S04)和飽和甘汞電極(SCE)的活性物質(zhì)中毒。中毒后無(wú)法再生和回收再利用。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0011]本實(shí)用新型目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種可逆氫參比電極。
[0012]本實(shí)用新型提供的可逆氫參比電極，包括一個(gè)電極殼體(電極殼體由優(yōu)質(zhì)玻璃管燒制而成)，電極殼體的上部為一個(gè)球體2，球體上由外到內(nèi)嵌入一根鉑絲或鈀絲引線1(即玻璃材質(zhì)的球體與鉑絲或鈀絲燒接和密封在一起并從球體中引出鉑絲或鈀絲)，球體外部的鉑絲或鈀絲引線連接外接導(dǎo)線6，球體內(nèi)部的鉑絲或鈀絲引線連接活性電極3，電極殼體的下部為盛放電解質(zhì)溶液4的管體，管體的下端留有一個(gè)凹槽，凹槽內(nèi)開(kāi)有一個(gè)小孔，活性電極3置于管體內(nèi)的電解質(zhì)溶液4中。所述的電解質(zhì)溶液可以是任意濃度的酸性溶液、任意濃度的堿性溶液、含支持電解質(zhì)的中性溶液。
[0013]所述的可逆氫參比電極還包括一個(gè)用于放置可逆氫參比電極的鹽橋，該鹽橋包括一個(gè)玻璃筒，玻璃筒上方為一個(gè)倒錐形內(nèi)磨口，該內(nèi)磨口與電極殼體下部管體外設(shè)置的倒錐形外磨口配合。所述的鹽橋可以是單鹽橋或雙鹽橋。
[0014]所述的可逆氫參比電極中的氫氣為外部導(dǎo)入式(或直接電解生成氫氣)，鋼瓶中的氫氣直接由細(xì)長(zhǎng)的鋼針經(jīng)電極殼體下部管體最下端的小孔緩慢導(dǎo)入球體內(nèi)。
[0015]所述的管體下端凹槽內(nèi)小孔的直徑為0.5?3mm。
[0016]所述的活性電極是鍍鉑黑的鉑絲、鉑片或鉑網(wǎng)電極、鍍鈀黑的鈀絲、鈀片或鈀網(wǎng)電極，活性電極置于球體下方管體內(nèi)的電解質(zhì)溶液中，活性電極的高度為2?20cm。
[0017]所述的儲(chǔ)氫球體的形狀為圓球形、橢球形、立方體型或四棱錐型，球體的容積為
0.2?20cm3。
[0018]所述的電極殼體下部的管體的直徑為2?20mm，管體的高度為5?40cm;所述管體為直筒形狀或彎曲的形狀。
[0019]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和積極效果:
[0020]本發(fā)明提供的參比電極中所述的可逆氫，制備、使用和再生簡(jiǎn)單。
[0021 ]不給體系引用任何新的污染或雜質(zhì)，有利于測(cè)量要求較高，需要排除雜質(zhì)離子干擾的實(shí)驗(yàn)。
[0022]廣泛地適用于酸性溶液、堿性溶液和含有電解質(zhì)的中性溶液。
[0023]加裝二級(jí)鹽橋后，可以避免可逆氫的活性物質(zhì)中毒，一旦中毒也可很快再生，而且鉑絲雖然用量較多，但是永不損耗，可以回收。
[0024]在測(cè)量氧還原，氧產(chǎn)生和氫產(chǎn)生反應(yīng)時(shí)，可以完全代替常用的參比電極如汞/氧化汞電極(Hg/HgO)，汞/硫酸亞汞電極(Hg/Hg2S04)和飽和甘汞電極(SCE)。
【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1是可逆氫參比電極結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖中:1鉑絲引線、2球體、3活性電極、4電解質(zhì)溶液、5小孔、6外接導(dǎo)線、7外磨口、8內(nèi)磨口、9玻璃筒、10素?zé)沾伞?br>【具體實(shí)施方式】
[0027]為能進(jìn)一步了解本實(shí)用新型的【實(shí)用新型內(nèi)容】、特點(diǎn)及功效，茲列舉以下實(shí)施例，并配合附圖詳細(xì)說(shuō)明如下:
[0028]本實(shí)用新型提供的可逆氫參比電極，包括一個(gè)電極殼體(電極殼體由優(yōu)質(zhì)玻璃管燒制而成)，電極殼體的上部為一個(gè)球體2，球體上由外到內(nèi)嵌入一根鉑絲或鈀絲引線1(即玻璃材質(zhì)的球體與鉑絲或鈀絲燒接和密封在一起并從球體中引出鉑絲或鈀絲)，球體外部的鉑絲或鈀絲引線連接外接導(dǎo)線6，球體內(nèi)部的鉑絲或鈀絲引線連接活性電極3，電極殼體的下部為盛放電解質(zhì)溶液4的管體，管體的下端留有一個(gè)凹槽，凹槽內(nèi)開(kāi)有一個(gè)小孔5，活性電極3置于管體內(nèi)的電解質(zhì)溶液4中。所述的電解質(zhì)溶液可以是任意濃度的酸性溶液、任意濃度的堿性溶液、含支持電解質(zhì)的中性溶液。
[0029]所述的可逆氫參比電極還包括一個(gè)用于放置氫參比電極的鹽橋，該鹽橋包括一個(gè)玻璃筒9，玻璃筒上方為一個(gè)倒錐形內(nèi)磨口8，該內(nèi)磨口與電極殼體下部管體外設(shè)置的倒錐形外磨口 7配合，玻璃筒9下端為素?zé)沾?0。所述的鹽橋可以是單鹽橋或雙鹽橋。
[0030]實(shí)施例1:
[0031]取外徑6mm的玻璃管作為電極外殼，將上端用火焰加熱吹制成外徑15mm的球體，球體上嚴(yán)密地焊接一根8cm長(zhǎng)，直徑0.5mm的鉑絲，球體外留5mm長(zhǎng)，以備用焊錫連接銅導(dǎo)線。玻璃管下端用火焰燒制出一個(gè)小孔和凹槽。為防止腐蝕，在鉑絲與銅線連接處的焊錫外包裹一層熱塑管。整個(gè)球體外可罩一個(gè)塑料外套便于手持。
[0032]清潔好玻璃殼體的內(nèi)外壁，保證沒(méi)有任何污染物和各種離子。從小孔導(dǎo)入鉑鍍液充滿整個(gè)玻璃殼體，用常規(guī)方法在鉑絲上鍍鉑黑作為活性電極?？梢圆捎煤汶娏鞣?，如2?5mA電流，鍍上鉑黑?；厥斟円?，清洗玻璃殼體的內(nèi)壁。
[0033]將飽和了氫氣的IM NaOH溶液，經(jīng)小孔導(dǎo)入玻璃殼體內(nèi)，保證內(nèi)部沒(méi)有氣泡。用一根細(xì)鋼針，把鋼瓶中的氫氣經(jīng)小孔緩慢引入玻璃殼體并充滿球體，如圖1。靜置兩小時(shí)，即可使用此可逆氫電極(RHE)。
[0034]不用時(shí)，將RHE放置在盛有200mL，IMNaOH溶液的燒杯中，燒杯口罩一層薄膜以抑制溶劑的揮發(fā)，這樣可以保存RHE長(zhǎng)達(dá)半年。
[0035]若將電解質(zhì)溶液換成0.1M H2SO4,可逆氫的穩(wěn)定性仍能保持。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種可逆氫參比電極，其特征在于該電極包括一個(gè)電極殼體，電極殼體的上部為一個(gè)球體(2)，球體上由外到內(nèi)嵌入一根引線(I)，球體外部的引線連接外接導(dǎo)線(6)，球體內(nèi)部的引線連接活性電極(3)，電極殼體的下部為盛放電解質(zhì)溶液(4)的管體，管體的下端留有一個(gè)凹槽，凹槽內(nèi)開(kāi)有一個(gè)小孔，活性電極(3)置于管體內(nèi)的電解質(zhì)溶液(4)中。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可逆氫參比電極，其特征在于所述的可逆氫參比電極還包括一個(gè)用于放置可逆氫參比電極的鹽橋，該鹽橋包括一個(gè)玻璃筒，玻璃筒上方為一個(gè)倒錐形內(nèi)磨口，該內(nèi)磨口與電極殼體下部管體外設(shè)置的倒錐形外磨口配合。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可逆氫參比電極，其特征在于所述的管體下端凹槽內(nèi)小孔的直徑為0.5?3mm。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可逆氫參比電極，其特征在于所述的活性電極是鍍鉑黑的鉑絲、鉑片或鉑網(wǎng)電極，鍍鈀黑的鈀絲、鈀片或鈀網(wǎng)電極，活性電極置于球體下方管體內(nèi)的電解質(zhì)溶液中，活性電極的高度為2?20cm。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可逆氫參比電極，其特征在于所述的球體的形狀為圓球形、橢球形、立方體型或四棱錐型，球體的容積為0.2?20cm3。6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可逆氫參比電極，其特征在于所述的電極殼體下部的管體的直徑為2?20mm，管體的高度為5?40cm;所述管體為直筒形狀或彎曲的形狀。
【文檔編號(hào)】G01N27/30GK205679564SQ201620428793
【公開(kāi)日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年5月12日 公開(kāi)號(hào)201620428793.1, CN 201620428793, CN 205679564 U, CN 205679564U, CN-U-205679564, CN201620428793, CN201620428793.1, CN205679564 U, CN205679564U
【發(fā)明人】盧發(fā), 汪強(qiáng), 周志有, 盧幫安, 孫世剛
【申請(qǐng)人】汪強(qiáng), 周志有, 盧發(fā)