[发明专利]一种能够提高海水电导率测量精度的四极式电导率电极及其制备方法、应用

说明书

本发明提供了一种四极式电导率电极，包括电极材料和复合在电极材料上的石墨烯层。本发明通过在现有传感器的四极式电极的表面上涂抹纳米级的电导材料石墨烯，扩大导电电极微观面积，进而扩大导电电极与海水的接触面积，从而降低极化，减少附着在电极表面的气泡，减弱海水对电极的侵蚀，提高其检测的精度和使用寿命。而且制备方法简单易得，条件温和，可控性强，在现有的四极式电极材料的基础上就能够进行，更加适于业内的推广和应用。

技术领域

本发明属于海水测量技术领域，涉及一种四极式电导率电极及其制备方法、应用，尤其涉及一种能够提高海水电导率测量精度的四极式电导率电极及其制备方法、应用。

背景技术

海洋监测技术作为海洋科学和技术的重要组成部分，在维护海洋权益、开发海洋资源、预警海洋灾害、保护海洋环境、加强国防建设、谋求新的发展空间等方面起着十分重要的作用，也是展示一个国家综合国力的重要标志。近几年来，随着海洋渔业、海洋资源产业的发展，海洋观测也备受关注，电导率作为海水观测的一个重要的指标会被经常使用到，人们对海水电导率检测从很早时候就开始了，目前也有一些市售的电导率检测设备，相对来说，海水电导率检测设备检测数值比较准确的主要是四电极结构，电极材料为石墨或是钛金属材料的，其原理是是由两对电极构成，检测时在一对电极上施加一交流激励信号，使其在海水中建立电场，另一对电极利用运放电路的高阻输入原理测量电压，使得电流极小以消除极化作用的影响，此时被测溶液可等效为纯电阻，目前这种电导率电极传感器虽然也能检测海水电导率，但在实际应用场合仍存在一些问题，比如在海水养殖中，打氧机产生的气泡会附着在传感器表面影响测量精度，此外长期在海水环境下使用传感器，海水会对电极产生侵蚀，也会影响测量精度。

因而，如何找到一种适于海水电导率测量的电极材料，已成为业内诸多一线研究人员亟待解决的问题之一。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种四极式电导率电极及其制备方法、应用，特别是一种能够提高海水电导率测量精度的四极式电导率电极，本发明提供的四极式电导率电极，能够降低极化，减少气泡附着，降低海水对电极的侵蚀，提高其检测的精度和寿命。

本发明提供了一种四极式电导率电极，包括电极材料和复合在电极材料上的石墨烯层。

优选的，所述电极材料包括石墨和/或钛合金；

所述四极式电导率电极包括用于海水测量的电导率电极。

优选的，所述石墨烯层的厚度为0.1～200μm；

所述石墨烯层中的石墨烯的片层层数为1～50层；

所述石墨烯层中的石墨烯的片径为1～4纳米。

本发明提供了一种四极式电导率电极的制备方法，包括以下步骤：

(1)除去海水测量用四极式电导率电极的保护材料或保护装置，得到四极式电导率电极的电极材料；

将石墨烯分散在水中，得到石墨烯水性浆料；

(2)将上述步骤得到的石墨烯浆料复合在电极材料表面，干燥后，得到四极式电导率电极。

优选的，所述石墨烯包括氧化还原法制备的石墨烯；

所述除去保护材料或保护装置之后，还包括醇浸泡和/或水洗步骤。

优选的，所述石墨烯浆料中石墨烯的质量浓度为0.1％～1％；

所述分散的方式包括超声分散。

优选的，所述分散的时间为20～60min；

所述分散前还包括浸泡步骤。

优选的，所述石墨烯的制备步骤，包括以下步骤：