氧化銥納米線固態(tài) pH 電極:以二氧化硅納米孔薄膜為模板,采用電化學(xué)沉積 - 溶液刻蝕方法制備。該電極具有較寬的 pH 響應(yīng)范圍(pH≈0 - 13)和超高的靈敏度(235.5 mV/pH,pH≈0 - 2.5;90.1 mV/pH,pH≈2.5 - 13),解決了傳統(tǒng)玻璃 pH 電極因酸差堿差無(wú)法測(cè)定較低 pH(pH<1)和較高 pH(pH>12)值的問(wèn)題,大幅提高了 pH 檢測(cè)靈敏度。而且,該固態(tài)電極可在多種環(huán)境(水溶液、有機(jī)溶劑、皮膚等)中工作,突破了傳統(tǒng)玻璃電極受限于水溶液環(huán)境的局限。例如,利用其優(yōu)異的 pH 響應(yīng)特性,可將其集成于自主設(shè)計(jì)的無(wú)線、可穿戴設(shè)備中,實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中人皮膚表面 pH 值的動(dòng)態(tài)、在線和實(shí)時(shí)檢測(cè)。pH 電極可替換電極頭設(shè)計(jì)需注意密封圈安裝,防止液體滲入內(nèi)部。蘇州pH傳感器大概多少錢
pH 電極健康管理領(lǐng)域的應(yīng)用,人體體液的 pH 值對(duì)維持正常生理功能至關(guān)重要。例如,血液 pH 值通常維持在 7.35 - 7.45 之間,偏離這個(gè)范圍可能引發(fā)各種疾病,如呼吸性堿中毒、腦損傷和腎結(jié)石等。通過(guò)使用 pH 電極實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)人體體液(如血液、汗液、尿液等)的 pH 值,有助于及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的健康問(wèn)題。如利用可穿戴設(shè)備集成氧化銥納米線固態(tài) pH 電極,可實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中人皮膚表面 pH 值的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè),為運(yùn)動(dòng)健康管理提供數(shù)據(jù)支持,能夠提早發(fā)現(xiàn)身體中的異常及情況,提前做出預(yù)警預(yù)防。舟山pH電極計(jì)算pH 電極測(cè)量時(shí)需避免強(qiáng)電磁場(chǎng)干擾。
La?O?對(duì)玻璃膜性質(zhì)及pH電極性能影響的量化研究,1、對(duì)玻璃膜結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的影響:La?O?是一種網(wǎng)絡(luò)修飾體,其加入玻璃膜中,La3?離子會(huì)占據(jù)玻璃網(wǎng)絡(luò)中的空隙位置。由于 La3?離子半徑較大,電荷較高,會(huì)對(duì)周圍的玻璃網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的靜電場(chǎng)作用,使玻璃網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變得更加緊密。通過(guò) XRD(X 射線衍射)分析等手段可以量化其對(duì)玻璃結(jié)構(gòu)的影響,如玻璃的晶相結(jié)構(gòu)可能會(huì)隨著 La?O?含量的變化而發(fā)生改變,晶相的相對(duì)含量會(huì)從 z?% 變化到 z?% 。2、對(duì)電極性能的影響:這種結(jié)構(gòu)變化對(duì)電極性能產(chǎn)生多方面影響。一方面,由于玻璃網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)緊密,離子傳輸通道相對(duì)變窄,可能會(huì)降低離子的擴(kuò)散速率,從而使電極的響應(yīng)時(shí)間有所延長(zhǎng)。例如,在相同測(cè)量條件下,未添加 La?O?的電極響應(yīng)時(shí)間為 t?秒,添加一定量 La?O?后,響應(yīng)時(shí)間變?yōu)?t?秒(t? > t?)。另一方面,La?O?的添加能夠提高玻璃膜的化學(xué)穩(wěn)定性。在酸堿侵蝕實(shí)驗(yàn)中,添加 La?O?的玻璃膜在相同時(shí)間內(nèi)的質(zhì)量損失率可能從 m?% 降低到 m?% ,表明其抵抗酸堿侵蝕的能力增強(qiáng),進(jìn)而提高了電極的使用壽命。
不同場(chǎng)景對(duì)pH電極的綜合考量,1、實(shí)驗(yàn)室場(chǎng)景:在實(shí)驗(yàn)室中,對(duì)于高精度的分析測(cè)量,通常會(huì)選擇平面電極或管徑適中、長(zhǎng)度較短的管狀電極。平面電極的高精度測(cè)量特性適用于標(biāo)準(zhǔn)溶液的標(biāo)定等工作;而管徑適中、長(zhǎng)度較短的管狀電極則便于操作和清洗,能夠滿足多種常規(guī)實(shí)驗(yàn)的需求。2、工業(yè)場(chǎng)景:在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的 pH 監(jiān)測(cè),如化工生產(chǎn)、污水處理等,需要考慮電極的耐用性和長(zhǎng)期穩(wěn)定性。此時(shí),大管徑、長(zhǎng)管體的管狀電極可能更為合適,其能夠承受較大的流量和壓力,且內(nèi)參比溶液的大容量保證了長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定測(cè)量。3、生物醫(yī)學(xué)場(chǎng)景:在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,如細(xì)胞培養(yǎng)、生物體內(nèi)檢測(cè)等,小管徑、短管體的電極更受青睞。其微小的尺寸能夠盡量減少對(duì)生物樣本的影響,滿足生物醫(yī)學(xué)研究對(duì)微創(chuàng)、高精度測(cè)量的要求。絕緣管體的形狀和尺寸對(duì)玻璃 pH 電極在不同場(chǎng)景下的使用和性能有著多方面的影響。在實(shí)際應(yīng)用中,需要根據(jù)具體的測(cè)量場(chǎng)景和需求,綜合考慮電極的形狀和尺寸,以達(dá)到預(yù)期的測(cè)量效果。廢水處理系統(tǒng)依賴pH 電極控制中和反應(yīng),確保排放達(dá)標(biāo)。
pH 電極電位與電壓的關(guān)系,1、測(cè)量原理:pH 電極產(chǎn)生的電位需要通過(guò)測(cè)量電路轉(zhuǎn)化為可讀取的電壓信號(hào)。通常將 pH 電極與參比電極組成測(cè)量電池,參比電極提供一個(gè)穩(wěn)定的電位作為參考,pH 電極電位與參比電極電位的差值即為測(cè)量電池的電動(dòng)勢(shì)(EMF),該電動(dòng)勢(shì)以電壓的形式表現(xiàn)出來(lái)。一般 pH 計(jì)通過(guò)測(cè)量這個(gè)電壓,并依據(jù)能斯特方程將其換算為對(duì)應(yīng)的 pH 值并顯示。2、線性響應(yīng):在理想情況下,pH 電極電位與溶液 pH 值呈線性關(guān)系,那么測(cè)量得到的電壓與 pH 值也呈線性關(guān)系。例如,在 25℃時(shí),對(duì)于符合能斯特響應(yīng)的 pH 電極,理論上 pH 值每變化 1 個(gè)單位,電極電位變化約 59.16mV,即測(cè)量電壓也會(huì)相應(yīng)變化約 59.16mV。然而,實(shí)際的 pH 電極可能會(huì)由于各種因素,如電極老化、溶液溫度變化等,導(dǎo)致其響應(yīng)偏離理想線性關(guān)系,需要進(jìn)行校準(zhǔn)和修正。實(shí)驗(yàn)室pH 電極校準(zhǔn)后需記錄斜率和偏移量。上海電子pH電極
pH 電極高鹽環(huán)境需增加參比液更換頻率,避免鹽析堵塞液接界。蘇州pH傳感器大概多少錢
除了玻璃電極敏感膜,還有其他類型的敏感膜用于 pH 測(cè)量。例如,在一些新型的 pH 傳感器中,采用液態(tài)金屬(如共晶 GaInSn)的氧化膜作為敏感膜。在這種情況下,敏感膜由超薄膜(1 - 3nm)的 Ga?O?構(gòu)成,其表面同樣存在能夠與溶液中離子進(jìn)行交換的位點(diǎn)。與玻璃膜不同的是,這里的離子交換過(guò)程涉及到鎵酸鹽和雙鎵酸鹽離子的形成,并且呈現(xiàn)出超能斯特 pH 敏感性,這與玻璃膜基于傳統(tǒng)能斯特響應(yīng)的離子交換機(jī)制有所差異。pH 電極是一種用于測(cè)量溶液酸堿度的重要分析工具,其電位形成機(jī)制中的離子交換過(guò)程是理解 pH 測(cè)量原理的關(guān)鍵。蘇州pH傳感器大概多少錢
碳納米材料對(duì)提升 pH 電極性能的優(yōu)處,碳納米材料擁有巨大的比表面積,能提供更多活性位點(diǎn)與溶液中的 H?或 OH?離子相互作用。以石墨烯為例,其單原子層結(jié)構(gòu)使其比表面積理論上可達(dá) 2630 m2/g 。在強(qiáng)酸強(qiáng)堿環(huán)境中,大量 H?或 OH?離子存在,大比表面積可吸附更多離子,增強(qiáng)電極與溶液的相互作用,提高電極對(duì)離子濃度變化的敏感性,進(jìn)而提升測(cè)量精度。在強(qiáng)酸強(qiáng)堿環(huán)境中,普通電極材料易被腐蝕,而碳納米材料化學(xué)穩(wěn)定性良好,能抵抗強(qiáng)酸強(qiáng)堿侵蝕,保證電極結(jié)構(gòu)和性能穩(wěn)定。比如碳納米管,其由碳原子以 sp2 雜化方式形成的六邊形網(wǎng)格組成的管狀結(jié)構(gòu),化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,在強(qiáng)酸強(qiáng)堿溶液中長(zhǎng)時(shí)間使用,電極性能不會(huì)因材料...