專利名稱：4－十九烷基嘧啶為敏感載體的pH微電極及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一利pH微電極，尤其是涉及一種以4-十九烷基嘧啶為敏感載體，主要適用于測(cè)量天然淡水、海水和沉積物孔隙水pH值的PVC(聚氯乙稀)增強(qiáng)有機(jī)膜的pH微電極及其制造方法。
背景技術(shù)：
水體的pH值表示酸堿程度，是一個(gè)非常重要的化學(xué)參數(shù)。在化學(xué)分析中，測(cè)量水體pH值廣泛采用玻璃膜pH電極，這類電極由于性能穩(wěn)定和壽命長(zhǎng)而得到足夠的重視。但是玻璃膜pH電極一般探頭直徑在兩毫米以上，對(duì)于測(cè)量沉積物孔隙水的pH值，插入沉積物時(shí)容易將不同深度位置的水樣混合，造成測(cè)量誤差。為了獲得尖端既小又耐磨的效果，化學(xué)工作者努力研究開發(fā)了各種有機(jī)膜pH電極。公開號(hào)為CN1284653的發(fā)明專利申請(qǐng)公開了一種N，N’-二辛基十八酰胺為活性載體制造pH電極方法。公開號(hào)為CN1418874的發(fā)明專利申請(qǐng)公開了一種pH敏感載體異菸酸酰二正葵胺及其形成的高分子膜pH電極，可適用于在低溫、純水、含氟溶液和臨床醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有的pH玻璃電極探頭較為粗笨，難于準(zhǔn)確定量沉積物孔隙水的pH微觀剖面的問(wèn)題，提供一種主要適用于測(cè)量天然淡水、海水和沉積物孔隙水pH值的4-十九烷基嘧啶為敏感載體的pH微電極及其制造方法。
本發(fā)明所述的4-十九烷基嘧啶為敏感載體的pH微電極設(shè)有玻璃管，玻璃管的下端為直徑在10～100μm的毛細(xì)管，在毛細(xì)管中設(shè)有一層pH選擇性PVC膜(也稱pH敏感PVC增強(qiáng)有機(jī)膜)，在玻璃管內(nèi)裝有Ag/AgCl電極和pH為5～9的緩沖溶液，Ag/AgCl電極的引出端固定于玻璃管上部管口。
玻璃管的長(zhǎng)度最好為100～200mm、內(nèi)徑最好為0.8～2mm；毛細(xì)管的長(zhǎng)度最好為5～10mm。pH選擇性PVC膜可由20％～35％的PVC和65％～80％的液體膜組成，其中液體膜由6％～9.5％的4-十九烷基嘧啶、1％～1.5％的四4-氯苯基硼酸鉀添加劑和89％～93％的2-硝基苯基辛基醚溶劑組成，pH選擇性PVC膜的厚度最好為200～600μm。緩沖溶液可選用中性pH磷酸鹽緩沖溶液，緩沖溶液通過(guò)Ag/AgCl電極作為引出端。磷酸鹽緩沖溶液的pH值最好為7。
本發(fā)明所述的4-十九烷基嘧啶為敏感載體的pH微電極的制備方法其步驟為1)玻璃管的一端拉制成直徑為10～100μm的毛細(xì)管，通過(guò)硅化處理使內(nèi)管壁形成厭水性，然后在毛細(xì)管內(nèi)灌入一層厚度在200～600μm的pH選擇性PVC膜；2)形成有機(jī)膜以后，于玻璃管腔內(nèi)裝進(jìn)磷酸鹽緩沖溶液，插入Ag/AgCl電極，Ag/AgCl電極下端浸于磷酸鹽緩沖溶液，Ag/AgCl電極中部用環(huán)氧樹脂密封固定于玻璃管上部，Ag/AgCl電極上端作為電勢(shì)引出端。
玻璃管可采用硼硅酸鹽玻璃管。在通過(guò)硅化處理使內(nèi)管壁形成厭水性時(shí)，可把N，N-二甲基三甲基硅胺裝進(jìn)毛細(xì)管，加熱到200℃并持續(xù)10～60min。為促進(jìn)PVC溶解于液體膜，可加入四氫呋喃，并調(diào)整總體配方的黏度使適合于灌進(jìn)毛細(xì)管內(nèi)形成pH選擇性PVC膜，因?yàn)樗臍溥秽饾u揮發(fā)，總體配方不斷變稠，在黏度適當(dāng)時(shí)灌進(jìn)毛細(xì)管內(nèi)，按質(zhì)量比液體膜∶四氫呋喃＝1∶1～10。形成有機(jī)膜以后，于硼硅酸鹽玻璃管腔內(nèi)裝進(jìn)的磷酸鹽緩沖溶液的pH為5～9，最好為7。
經(jīng)大量的實(shí)驗(yàn)證明，本發(fā)明所述的pH微電極可測(cè)量的范圍在pH為3～11，電勢(shì)對(duì)pH的斜率為57mV/pH，測(cè)量精確度為0.02pH，內(nèi)阻抗約3GΩ，有效使用壽命20天，可直接插入沉積物測(cè)量孔隙水的pH值。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1如圖1，本發(fā)明所述的4-十九烷基嘧啶為敏感載體的pH微電極設(shè)有硼硅酸鹽玻璃管3，將硼硅酸鹽玻璃管3的下端拉制成直徑為10～100μm的毛細(xì)管5，在毛細(xì)管5內(nèi)設(shè)有pH選擇性PVC膜，在玻璃管3內(nèi)裝有pH為7的磷酸鹽緩沖溶液4，在玻璃管3內(nèi)插入一支Ag/AgCl電極1，Ag/AgCl電極1的下部浸于磷酸鹽緩沖溶液4中，Ag/AgCl電極1的中部與玻璃管3上端由環(huán)氧樹脂層2固定，環(huán)氧樹脂層2同時(shí)起密封玻璃管3的作用。
在制備pH微電極時(shí)，將硼硅酸鹽玻璃管的一端拉制成直徑在10～100μm的毛細(xì)管，通過(guò)采用N，N-二甲基三甲基硅胺進(jìn)行硅化處理使毛細(xì)管內(nèi)管壁形成厭水性，然后在毛細(xì)管內(nèi)灌入一層厚度為200μm的pH選擇性PVC膜，此膜的配方為35％PVC和65％液體膜，其中液體膜含89％的2-硝基苯基辛基醚溶劑、9.5％的4-十九烷基嘧啶和1.5％的四4-氯苯基硼酸鉀。為促進(jìn)PVC溶解于液體膜，可加入1～3倍于液體膜量的四氫呋喃助溶，并調(diào)整總體配方的黏度使適合于灌進(jìn)毛細(xì)管內(nèi)形成pH選擇性PVC膜。在形成有機(jī)膜以后，于硼硅酸鹽玻璃管腔內(nèi)裝進(jìn)pH為7的磷酸鹽緩沖溶液，再插入Ag/AgCl電極，Ag/AgCl電極下部浸于磷酸鹽緩沖溶液，Ag/AgCl電極另一端用環(huán)氧樹脂密封固定于玻璃管上部并作為導(dǎo)電引出端。
實(shí)施例2在制備pH微電極時(shí)，與實(shí)施例1類似，其主要區(qū)別在于pH選擇性PVC膜的配方不同。將硼硅酸鹽玻璃管的一端拉制成直徑在10～100μm的毛細(xì)管，通過(guò)采用N，N-二甲基三甲基硅胺進(jìn)行硅化處理使內(nèi)管壁形成厭水性，然后在毛細(xì)管內(nèi)灌入一層厚度為350μm的pH選擇性PVC膜，此膜的配方為30％PVC和70％液體膜，其中液體膜由90％的2-硝基苯基辛基醚溶劑、8.7％的4-十九烷基嘧啶胺和1.3％的四4-氯苯基硼酸鉀組成。為促進(jìn)PVC溶解于液體膜，可加入8～10倍于液體膜量的四氫呋喃助溶，并調(diào)整總體配方的黏度使適合于灌進(jìn)毛細(xì)管內(nèi)形成pH選擇性PVC膜。在形成有機(jī)膜以后，于硼硅酸鹽玻璃管腔內(nèi)裝進(jìn)pH為8的磷酸鹽緩沖溶液，插入Ag/AgCl電極，Ag/AgCl電極下部浸于磷酸鹽緩沖溶液，Ag/AgCl電極另一端用環(huán)氧樹脂密封固定于玻璃管上部并作為導(dǎo)電引出端。
實(shí)施例3在制備pH微電極時(shí)，與實(shí)施例1類似，其主要區(qū)別在于pH選擇性PVC膜的配方不同。將硼硅酸鹽玻璃管的一端拉制成直徑在10～100μm的毛細(xì)管，通過(guò)采用N，N-二甲基三甲基硅胺進(jìn)行硅化處理使內(nèi)管壁形成厭水性，然后在毛細(xì)管內(nèi)灌入一層厚度為450μm的pH選擇性PVC膜，此膜的配方為25％PVC和75％液體膜，其中液體膜由91％的2-硝基苯基辛基醚溶劑、7.8％的4-十九烷基嘧啶和1.2％的四4-氯苯基硼酸鉀組成。為促進(jìn)PVC溶解于液體膜，可加入4～5倍于液體膜量的四氫呋喃助溶，并調(diào)整總體配方的黏度使適合于灌進(jìn)毛細(xì)管內(nèi)形成pH選擇性PVC膜。在形成有機(jī)膜以后，于硼硅酸鹽玻璃管腔內(nèi)裝進(jìn)pH為5的磷酸鹽緩沖溶液，插入Ag/AgCl電極，Ag/AgCl電極下部浸于磷酸鹽緩沖溶液，Ag/AgCl電極另一端用環(huán)氧樹脂密封固定于玻璃管上部并作為導(dǎo)電引出端。
實(shí)施例4在制備pH微電極時(shí)，與實(shí)施例1類似，其主要區(qū)別在于pH選擇性PVC膜的配方不同。將硼硅酸鹽玻璃管的一端拉制成直徑在10～100μm的毛細(xì)管，通過(guò)采用N，N-二甲基三甲基硅胺進(jìn)行硅化處理使內(nèi)管壁形成厭水性，然后在毛細(xì)管內(nèi)灌入一層厚度為600μm的pH選擇性PVC膜，此膜的配方為20％PVC和80％液體膜，其中液體膜由92％的2-硝基苯基辛基醚溶劑、6.9％的4-十九烷基嘧啶和1.1％的四4-氯苯基硼酸鉀組成。為促進(jìn)PVC溶解于液體膜，可加入6～7倍于液體膜量的四氫呋喃助溶，并調(diào)整總體配方的黏度使適合于灌進(jìn)毛細(xì)管內(nèi)形成pH選擇性PVC膜。在形成有機(jī)膜以后，于硼硅酸鹽玻璃管腔內(nèi)裝進(jìn)pH為9的磷酸鹽緩沖溶液，插入Ag/AgCl電極，Ag/AgCl電極下部浸于磷酸鹽緩沖溶液，Ag/AgCl電極另一端用環(huán)氧樹脂密封固定于玻璃管上部并作為導(dǎo)電引出端。
權(quán)利要求
1.4-十九烷基嘧啶為敏感載體的pH微電極，其特征在于設(shè)有玻璃管，玻璃管的下端為直徑在10～100μm的毛細(xì)管，在毛細(xì)管中設(shè)有一層pH選擇性PVC膜，在玻璃管內(nèi)裝有Ag/AgCl電極和pH為5～9的緩沖溶液，Ag/AgCl電極的引出端固定于玻璃管上部管口。
2.如權(quán)利要求1所述的4-十九烷基嘧啶為敏感載體的pH微電極，其特征在于所述的玻璃管的長(zhǎng)度為100～200mm、內(nèi)徑為0.8～2mm。
3.如權(quán)利要求1所述的4-十九烷基嘧啶為敏感載體的pH微電極，其特征在于所述的毛細(xì)管的長(zhǎng)度為5～10mm。
4.如權(quán)利要求1所述的4-十九烷基嘧啶為敏感載體的pH微電極，其特征在于所述的pH選擇性PVC膜由20％～35％的PVC和65％～80％的液體膜組成，其中液體膜由6％～9.5％的4-十九烷基嘧啶、1％～1.5％的四4-氯苯基硼酸鉀添加劑和89％～93％的2-硝基苯基辛基醚溶劑組成。
5.如權(quán)利要求1或4所述的4-十九烷基嘧啶為敏感載體的pH微電極，其特征在于所述的pH選擇性PVC膜的厚度為200～600μm。
6.如權(quán)利要求1所述的4-十九烷基嘧啶為敏感載體的pH微電極，其特征在于所述的緩沖溶液為磷酸鹽緩沖溶液，pH為7。
7.如權(quán)利要求1所述的4-十九烷基嘧啶為敏感載體的pH微電極制備方法，其特征在于其步驟為1)玻璃管的一端拉制成直徑為10～100μm的毛細(xì)管，通過(guò)硅化處理使內(nèi)管壁形成厭水性，然后在毛細(xì)管內(nèi)灌入一層厚度在200～600μm的pH選擇性PVC膜；2)形成有機(jī)膜以后，于玻璃管腔內(nèi)裝進(jìn)磷酸鹽緩沖溶液，插入Ag/AgCl電極，Ag/AgCl電極下端浸于磷酸鹽緩沖溶液，Ag/AgCl電極中部用環(huán)氧樹脂密封固定于玻璃管上部，Ag/AgCl電極上端作為電勢(shì)引出端。
8.如權(quán)利要求1所述的4-十九烷基嘧啶為敏感載體的pH微電極制備方法，其特征在于在步驟1)中，在通過(guò)硅化處理使內(nèi)管壁形成厭水性時(shí)，把N，N-二甲基三甲基硅胺裝進(jìn)毛細(xì)管，加熱到200℃并持續(xù)10～60min。
9.如權(quán)利要求1所述的4-十九烷基嘧啶為敏感載體的pH微電極制備方法，其特征在于在步驟1)中，加入四氫呋喃，并調(diào)整總體配方的黏度使適合于灌進(jìn)毛細(xì)管內(nèi)形成pH選擇性PVC膜。
10.如權(quán)利要求9所述的4-十九烷基嘧啶為敏感載體的pH微電極制備方法，其特征在于按質(zhì)量比液體膜∶四氫呋喃＝1∶1～10。
全文摘要
4－十九烷基嘧啶為敏感載體的pH微電極及其制造方法，涉及一種pH微電極。提供一種主要適用于測(cè)量天然淡水、海水和沉積物孔隙水pH值的4－十九烷基嘧啶為敏感載體的pH微電極及其制造方法。設(shè)有玻璃管，玻璃管下端為毛細(xì)管，毛細(xì)管中設(shè)有一層pH選擇性PVC膜，玻璃管內(nèi)裝有Ag/AgCl電極和磷酸鹽緩沖溶液，Ag/AgCl電極引出端固定于玻璃管上部管口。制備時(shí)玻璃管一端制成毛細(xì)管，經(jīng)硅化處理使內(nèi)管壁形成厭水性，在毛細(xì)管內(nèi)灌入pH選擇性PVC膜；在玻璃管腔內(nèi)裝進(jìn)磷酸鹽緩沖溶液，插入Ag/AgCl電極，電極下端浸于磷酸鹽緩沖溶液，電極中部用環(huán)氧樹脂密封固定于玻璃管上部，電極上端作為電勢(shì)引出端。
文檔編號(hào)G01N27/36GK1904601SQ20061003689
公開日2007年1月31日 申請(qǐng)日期2006年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月3日
發(fā)明者許昆明 申請(qǐng)人:廈門大學(xué)