脲醛树脂固态ph参比电极的制备及性能测试
摘 要pH测量与现代化学工业、农业、医学临床、生物工程、环境科学等领域密切相关。本文设计了一种无需电镀的裸露式无液接Ag/AgCl pH参比电极，以及树脂-电解质构成的可任意成型的新型盐桥接界。得出尿醛树脂可以在一定时间固化，且固化后不易变质，作为盐桥接界，可制成任何形状，同时消除了液态参比电极接界电势高，测量精度低等缺点。并通过性能测试此电极稳定性良好ΔE≤4mV、重现性ΔE≤2mV、时间响应t≤20s、温度在20~65℃时电位稳定，而数小时内，电位漂移ΔE≤2mV，具有良好的稳定性，可以满足电位测量的要求。最后与饱和甘汞电极做了对比实验，得出脲醛树脂凝胶体系的Ag/AgCl参比电极具有良好的测量准确度。 目 录
1 绪论
1.1 研究背景及意义 1
1.2 pH 电极 1
1.2.1 pH电极的简介 1
1.2.2 pH电极国内外研究进展 1
1.2.3 pH电极的分类 1
1.2.4 pH电极使用中应注意的几个问题 3
1.3 参比电极 3
1.3.1 参比电极的简介 3
1.3.2 参比电极国内外的研究进展 4
1.3.3 参比电极的分类 4
1.3.3.1 氢电极 4
1.3.3.2 甘汞电极 4
1.3.3.3 银/氯化银电极 5
1.3.3.4 汞/氧化汞电极 5
1.3.3.5 汞/硫酸亚汞电极 5
1.3.3.6 便携式硫酸铜参比电极 5
1.3.3.7 固态参比电极 5
1.4 脲醛树脂 6
1.4.1 脲醛树脂的概述 6
1.4.2 脲醛树脂的特点 6
1.4.3 脲醛树脂的用途 6
1.5 主要研究内容 6
2 脲醛树脂凝胶体系的Ag/AgCl参比电极的制备及性能测试
2.1 前言 8
2.2 仪器与试剂 8
2.2.1 仪器 8
2.2.2 试剂 9
2.3 脲醛树脂凝胶体系的
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
r /> 1.4.2 脲醛树脂的特点 6
1.4.3 脲醛树脂的用途 6
1.5 主要研究内容 6
2 脲醛树脂凝胶体系的Ag/AgCl参比电极的制备及性能测试
2.1 前言 8
2.2 仪器与试剂 8
2.2.1 仪器 8
2.2.2 试剂 9
2.3 脲醛树脂凝胶体系的Ag/AgCl参比电极的制备 9
2.3.1 前处理 9
2.3.2 电极制备 9
2.4 性能测试 10
2.4.1 稳定性 10
2.4.2 重现性 11
2.4.3 温度响应 11
2.4.4 响应时间 12
2.4.5 准确度 12
2.4.6 使用寿命 13
3 结论与展望
3.1 结论 15
3.2 展望 15
参考文献 16
致 谢 19
1 绪论
1.1 研究背景及意义
我们生活在一个由不同pH值的物质所组成的世界中，且pH值从某种意义上来讲决定了物质的性质，所以在我们生活和科研中对物质pH的研究具有非常重要的意义，因此，对pH电极的研究也就成一个至关重要的课题。
1.2 pH 电极
1.2.1 pH电极的简介
pH电极又称pH探头、pH传感器，英文名称pH electrode或pH sensor，是pH计上与被测物质接触的部分，用来测电极电位的装置[1]。常见的pH电极有玻璃电极、金属/金属氧化物电极、离子选择性电极及（醌)氢醌电极。pH电极用途广泛，在工农业生产、化学化工、环境监测、医学临床、生物工程等诸多方面，已得到广泛的应用。
1.2.2 pH电极国内外研究进展
传统的pH电极主要有玻璃电极、醌及氢醌电极、金属及金属氧化物电极等。而当前普遍采用的是pH玻璃电极。该电极测量精度高、准确度好、响应快，但是其仅限于水溶液的pH测量，在高分子溶液、胶体及蛋白质溶液测量时颇受限制；加之其内阻高、机械强度差、易破损，且无法测量含F溶液pH；另外因其体积大，难以微型化，难以用于微环境和生物活体的原位、无损pH测定[2]。
随着科学技术的发展，尤其是在现代生命科学、生物工程及化学合成等领域的深入研究，越来越多的要求在高温高压、非水溶液、胶体、土壤、半固体、固体表面及内部、糊状物、纤维质表面等特殊条件下的原位无损pH测量，以及含F溶液、高纯水等在线实时pH监测。因此，为满足上述特殊条件下的pH测量，研究开发新型结构的pH电极已成为当今电分析化学工作者所关注的一个热点课题。
1.2.3 pH电极的分类
pH电极是研究最早，最常用的化学电极之一。pH电极种类较多，主要有金属/金属氧化物电极、玻璃电极、氢醌电极等，目前常用的是pH玻璃电极。
（1） 玻璃电极
pH玻璃电极是最为常用的H+离子选择性电极。pH玻璃电极的指示电极是玻璃球泡，内充液是Cl活度固定pH值缓冲溶液，饱和甘汞电极为外参比电极，Ag/AgC1为内参比电极，测定pH，测量电池表示为[3] ：
饱和甘汞电极‖试液 | 玻璃膜 | 内参比溶液 | AgCl,Ag
（2） 氢电极
首次出现的pH电极是氢电极。它是基于铂镀铂黑[4]敏感H+的pH电极。
电极反应： 2H+ + 2e = H2(g) (1.1)
氢电极在pH电极中稳定性，可逆性和重现性是最好。因此，pH测量应以氢电极测量为基本标准。通常在它作为一个标准来衡量其他电极好与坏，但很少在使用过程中使用氢电极测量pH值。这是由于铂黑极其易中毒，如氧气、硫化物等，都会使电极失去活性，其次它也需要高纯度(99.9999%)，复杂的结构和测试条件，导致了实际应用中的诸多不便，因此氢电极没有真正的可实用价值。
（3） 醌氢醌电极
醌氢醌电极由惰性金属铂或金浸入醌氢醌饱和溶液中而组成[5]。
电极反应： Q + 2H+ = H2Q ( Q：苯醌，H2Q：氢醌) (1.2)
它的优点是：易于使用，容易制备，内阻
1 绪论
1.1 研究背景及意义 1
1.2 pH 电极 1
1.2.1 pH电极的简介 1
1.2.2 pH电极国内外研究进展 1
1.2.3 pH电极的分类 1
1.2.4 pH电极使用中应注意的几个问题 3
1.3 参比电极 3
1.3.1 参比电极的简介 3
1.3.2 参比电极国内外的研究进展 4
1.3.3 参比电极的分类 4
1.3.3.1 氢电极 4
1.3.3.2 甘汞电极 4
1.3.3.3 银/氯化银电极 5
1.3.3.4 汞/氧化汞电极 5
1.3.3.5 汞/硫酸亚汞电极 5
1.3.3.6 便携式硫酸铜参比电极 5
1.3.3.7 固态参比电极 5
1.4 脲醛树脂 6
1.4.1 脲醛树脂的概述 6
1.4.2 脲醛树脂的特点 6
1.4.3 脲醛树脂的用途 6
1.5 主要研究内容 6
2 脲醛树脂凝胶体系的Ag/AgCl参比电极的制备及性能测试
2.1 前言 8
2.2 仪器与试剂 8
2.2.1 仪器 8
2.2.2 试剂 9
2.3 脲醛树脂凝胶体系的
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
r /> 1.4.2 脲醛树脂的特点 6
1.4.3 脲醛树脂的用途 6
1.5 主要研究内容 6
2 脲醛树脂凝胶体系的Ag/AgCl参比电极的制备及性能测试
2.1 前言 8
2.2 仪器与试剂 8
2.2.1 仪器 8
2.2.2 试剂 9
2.3 脲醛树脂凝胶体系的Ag/AgCl参比电极的制备 9
2.3.1 前处理 9
2.3.2 电极制备 9
2.4 性能测试 10
2.4.1 稳定性 10
2.4.2 重现性 11
2.4.3 温度响应 11
2.4.4 响应时间 12
2.4.5 准确度 12
2.4.6 使用寿命 13
3 结论与展望
3.1 结论 15
3.2 展望 15
参考文献 16
致 谢 19
1 绪论
1.1 研究背景及意义
我们生活在一个由不同pH值的物质所组成的世界中，且pH值从某种意义上来讲决定了物质的性质，所以在我们生活和科研中对物质pH的研究具有非常重要的意义，因此，对pH电极的研究也就成一个至关重要的课题。
1.2 pH 电极
1.2.1 pH电极的简介
pH电极又称pH探头、pH传感器，英文名称pH electrode或pH sensor，是pH计上与被测物质接触的部分，用来测电极电位的装置[1]。常见的pH电极有玻璃电极、金属/金属氧化物电极、离子选择性电极及（醌)氢醌电极。pH电极用途广泛，在工农业生产、化学化工、环境监测、医学临床、生物工程等诸多方面，已得到广泛的应用。
1.2.2 pH电极国内外研究进展
传统的pH电极主要有玻璃电极、醌及氢醌电极、金属及金属氧化物电极等。而当前普遍采用的是pH玻璃电极。该电极测量精度高、准确度好、响应快，但是其仅限于水溶液的pH测量，在高分子溶液、胶体及蛋白质溶液测量时颇受限制；加之其内阻高、机械强度差、易破损，且无法测量含F溶液pH；另外因其体积大，难以微型化，难以用于微环境和生物活体的原位、无损pH测定[2]。
随着科学技术的发展，尤其是在现代生命科学、生物工程及化学合成等领域的深入研究，越来越多的要求在高温高压、非水溶液、胶体、土壤、半固体、固体表面及内部、糊状物、纤维质表面等特殊条件下的原位无损pH测量，以及含F溶液、高纯水等在线实时pH监测。因此，为满足上述特殊条件下的pH测量，研究开发新型结构的pH电极已成为当今电分析化学工作者所关注的一个热点课题。
1.2.3 pH电极的分类
pH电极是研究最早，最常用的化学电极之一。pH电极种类较多，主要有金属/金属氧化物电极、玻璃电极、氢醌电极等，目前常用的是pH玻璃电极。
（1） 玻璃电极
pH玻璃电极是最为常用的H+离子选择性电极。pH玻璃电极的指示电极是玻璃球泡，内充液是Cl活度固定pH值缓冲溶液，饱和甘汞电极为外参比电极，Ag/AgC1为内参比电极，测定pH，测量电池表示为[3] ：
饱和甘汞电极‖试液 | 玻璃膜 | 内参比溶液 | AgCl,Ag
（2） 氢电极
首次出现的pH电极是氢电极。它是基于铂镀铂黑[4]敏感H+的pH电极。
电极反应： 2H+ + 2e = H2(g) (1.1)
氢电极在pH电极中稳定性，可逆性和重现性是最好。因此，pH测量应以氢电极测量为基本标准。通常在它作为一个标准来衡量其他电极好与坏，但很少在使用过程中使用氢电极测量pH值。这是由于铂黑极其易中毒，如氧气、硫化物等，都会使电极失去活性，其次它也需要高纯度(99.9999%)，复杂的结构和测试条件，导致了实际应用中的诸多不便，因此氢电极没有真正的可实用价值。
（3） 醌氢醌电极
醌氢醌电极由惰性金属铂或金浸入醌氢醌饱和溶液中而组成[5]。
电极反应： Q + 2H+ = H2Q ( Q：苯醌，H2Q：氢醌) (1.2)
它的优点是：易于使用，容易制备，内阻
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