[其他]固态参比电极

说明书

一种以高分子聚合物为基体的全封闭式固态参比电极，其液络部含有金属高氮酸盐，或金属硫酸盐，或金属氟化物，或硅酸盐。其内参比电解液的溶剂部分由醇类和水组成，或由丙烯酰胺及其衍生物的聚合物或共聚物和水组成。它可以在温度高达１５０℃和压力高达１００公斤／厘米²的体系中使用。

本发明涉及一种改进的参比电极，特别是一种全封闭式固态参比电极。它适宜与各种指示电极相配合，在较高的温度和压力下，测量溶液中的pH值、氧化还原电势值、选择离子活度等。

一般的参比电极，如甘汞电极，不适宜在有较高温度和较高压力的工业流程中使用。即使在通常条件下使用，也由于经常补充内参比电解液等问题，带来维护和操作上的不便。为此，美国专利4002547揭示了一种全封闭式固态参比电极。它以高分子聚合物为基体，添加固体微粒，构成电极的液络部，克服了上述甘汞电极的一些弊病。其耐温和耐压指标分别是100℃和10.5千克力/平方厘米。这样，在一些存在更高温度或压力的工艺流程中，例如在灭菌温度高达120℃-150℃的发酵工艺中，这种电极不能适用。此外，该电极的内参比液渗漏量较大，影响使用寿命。

本发明的目的是要提供一种改进的全封闭式固态参比电极，它能够在温度高达150℃或压力高达100千克力/平方厘米的体系中使用。

为实现本发明的目的，需在电极的内参比电解液的溶剂中加入非水组分，还需在电极的液络部中添加特定的固体微粒。

附图是固态参比电极结构的示意图。图中〔1〕为电极引线，〔2〕为电极罩，〔3〕为电极帽，〔4〕为内参比电解液，〔5〕为内电极，〔6〕为电极壳体，〔7〕为固体微粒，〔8〕为液络部。

按照本发明，电极壳体的材料应是高分子聚合物。现仅以聚四氟乙烯为例加以说明。实际上，采用其它高分子聚合物也可以实现本发明的目的。聚四氟乙烯粉料经120目过筛，固体微粒经200目过筛。筛后的聚四氟乙烯粉料与固体微粒充分混匀。其中固体微粒需占混合料总重量的7%至40%。该混合料作为电极液络部的材料。电极壳体的其余部分的原料是经60目过筛的纯聚四氟乙烯粉料。将混合料和纯聚四氟乙烯粉料一同放置在模具中模压成坯，再置于高温烧结炉中烧结。其烧结工艺与一般聚四氟乙烯坯料的烧结工艺相同。烧结后的电极坯料按设计要求加工成电极壳体。

内电极〔5〕为银-氯化银电极，可采用压片法制作。将氯化银粉末与银粉按二至四比一的比例，模压在内电极的银丝上。

内参比电解液〔4〕的溶剂部分由水和非水组分组成。该非水组分有比水更高的沸点，且能与水互溶，或按一定比例溶于水中。内参比电解液〔4〕的制备方法可以采用：

1.溶剂部分由二元醇或多元醇和水组成，且为氯化钾或氯化钠所饱和的溶液。可以选择的二元醇或多元醇包括：乙二醇、丙三醇、丁四醇、己六醇及其它可溶于水的二元醇及多元醇。其含量为溶剂总重量的20%～至100%。

2.溶剂部分由丙烯酰胺及其衍生物的聚合物或共聚物和水组成，且为氯化钾或氯化钠所饱和的溶液。丙烯酰胺及其衍生物的聚合物或共聚物的分子量在一百万至二千万之间，其含量为溶剂总重量的15%至50%。

液络部中所选用的特定固体微粒不同于人们已知的，可溶于水的中性盐类，如氯化钾、氯化钠、硝酸钠等，而是微溶于水或难溶于水的中性盐类。可供选择的固体微粒是：

1.高氯酸钾;2.硫酸钙;3.氟化钠、氟化钙。

液络部中所选用的特定固体微粒不同于人们已知的纤维状硅酸盐、层状硅酸盐或无定形硅酸盐，如石棉、云母、玻璃纤维等，而是骨架状硅酸盐。它们应有良好的化学稳定性和一定的吸水性，可供选择的固体微粒是：

1.方沸石;2.方钠石;3.钾长石;4.硅藻土;5.其它骨架状硅酸盐。

由此制成的电极有耐温，耐压，耐结垢，耐机械冲击，使用寿命长等优点，尤其适合于在工业流程中应用。