[发明专利]一种海洋探测用Go-Nafion复合膜Ag/AgCl参比电极及制备方法

说明书

本发明提供了一种海洋探测用Go‑Nafion复合膜Ag/AgCl参比电极，以银丝为基体，在银丝的一端焊接有一段铂丝，在银丝的外侧设置有一层氯化银层，在氯化银层的外侧设置有一层Go‑Nafion复合膜。本发明还提供了上述电极的制备方法，采用阳极氧化法在银丝基体的表面生长氯化银层，采用电泳沉积方法在氯化银层表面沉积Go‑Nafion；在气氛炉中对复合膜进行后处理，最后在NaCl溶液中活化后封装即可。本发明所制备的Go‑Nafion参比电极结构简单，性能稳定，无液接电势。与自制的Ir/IrO_x pH电极联用时，pH电极在25~150℃测试温度范围内表现出较好的Nernst响应。

技术领域

本发明属于电化学领域，涉及一种海洋探测用全固态参比电极，具体来说是一种海洋探测用Go-Nafion复合膜Ag/AgCl参比电极及制备方法。

背景技术

海洋中蕴藏着丰富的资源，是人类未来生存及社会可持续发展的重要支撑。但海洋复杂的理化环境还未被人类熟知，尤其是某些特定海域的化学参数（pH值、S^2-等）还未进行准确标定，如深海及深海热液系统等。Ag/AgCl电极由于具备温度系数小，性能稳定等特点，是目前公认的应用在海水中的最为理想的参比电极。但市售的Ag/AgCl玻璃电极由于耐压性能差、抗海水干扰离子差、寿命低等问题，不能很好的应用在海水中，尤其是在深海环境中。因此，寻求一种稳定可靠Ag/AgCl参比电极尤为重要。

在高温高压环境下的被认为最适合进行热力学研究和动力学研究的参比电极分别是内置式参比电极和外置式参比电极，但这两种参比电极涉及到内参比溶液或者凝胶的封装以及盐桥的密封，密封对材料以及结构的设计要求较高，而且在高温高压环境中由于封装材料的热膨胀系数不同导致的材料老化的问题是亟待解决的问题之一。

全氟磺酸树脂（Nafion）是一种氢离子选择透过膜，可以有效的阻挡阴离子。石墨烯具有优良的导电、导热性能和低的热膨胀系数，自2004年被发现以来就备受关注。氧化石墨烯（Go）与Nafion都具有亲水基团，在水中电离带负电，因而电泳沉积复合液修饰Ag/AgCl电极可以改善参比电极的稳定性。而海水运动过程中存在一个稳态，从而使海水中各组分比例保持相对稳定，即海洋中具有相对稳定浓度Cl^- ，因此海水可以作为稳定电极电势的电解质。

发明内容

针对现有技术中的上述技术问题，本发明提供了一种海洋探测用Go-Nafion复合膜Ag/AgCl参比电极及制备方法，所述的这种海洋探测用Go-Nafion复合膜Ag/AgCl参比电极及制备方法要解决现有技术中的Ag/AgCl参比电极耐压性能差、抗海水干扰离子差、寿命低，不能很好的应用于海水中的技术问题。

本发明提供了一种海洋探测用Go-Nafion复合膜Ag/AgCl参比电极，包括一段银丝，在所述的银丝的一端焊接有一段铂丝，在所述的银丝的外侧设置有一层氯化银层，在所述的氯化银层的外侧设置有一层Go-Nafion复合膜。

进一步的，在所述的Go-Nafion复合膜与铂丝的连接处的外侧设置有一段绝缘涂层。

本发明还提供了上述的一种海洋探测用Go-Nafion复合膜Ag/AgCl参比电极的制备方法，包括如下步骤：

1)一个制备裸露Ag/AgCl电极的步骤，截取一根银丝，然后分别在1~2M的盐酸溶液、丙酮和超纯水中进行超声清洗，在所述的银丝的一端焊接一段铂丝引出欧姆电位，将银丝浸入电解液中，以微电流阳极氧化银丝，在所述的银丝上生长一层灰黑色的氯化银层，获得裸露Ag/AgCl电极；