醌氫醌電極過(guò)去十年被大量用于測(cè)定土壤的氫離子濃度,因其操作簡(jiǎn)單且在大多數(shù)土壤中具有一定準(zhǔn)確性。但其使用局限于反應(yīng)酸性比 pH 8.0 - 8.5 更強(qiáng)的土壤,且土壤中不能含有足夠濃度的氧化或還原物質(zhì),以免干擾醌氫醌的正常解離。在滿足其適用條件的土壤環(huán)境中,醌氫醌電極能提供相對(duì)穩(wěn)定的電位信號(hào)用于 pH 測(cè)量。然而,一旦超出適用范圍,如在堿性較強(qiáng)或含有干擾物質(zhì)的復(fù)雜土壤環(huán)境中,其電位電壓穩(wěn)定性會(huì)受到極大影響,導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確。pH 電極采用預(yù)加壓參比系統(tǒng),防止外部溶液倒灌,延長(zhǎng)使用壽命。四川耐高堿pH電極
pH 值的測(cè)量在諸多領(lǐng)域都至關(guān)重要,常見(jiàn)的玻璃 pH 電極與電量型鉑電極在不同應(yīng)用場(chǎng)景下各有優(yōu)劣。以下圍繞玻璃pH電極的局限性進(jìn)行說(shuō)明,1、對(duì)特殊溶液適應(yīng)性差:玻璃電極的敏感膜可能會(huì)與某些特殊溶液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或受到腐蝕,影響測(cè)量準(zhǔn)確性和電極壽命。在含有氫氟酸等對(duì)玻璃有腐蝕性的溶液中,玻璃電極無(wú)法正常使用對(duì)于高濃度的強(qiáng)堿溶液,玻璃電極的響應(yīng)時(shí)間會(huì)變長(zhǎng),測(cè)量誤差也會(huì)增大。2、需要定期校準(zhǔn)維護(hù):玻璃電極的性能會(huì)隨著使用時(shí)間和次數(shù)發(fā)生變化,為保證測(cè)量準(zhǔn)確性,需要定期用標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液進(jìn)行校準(zhǔn)。同時(shí),玻璃膜容易被污染,若測(cè)量含有蛋白質(zhì)、油脂等物質(zhì)的溶液后,需及時(shí)清洗,否則會(huì)影響后續(xù)測(cè)量結(jié)果。3、對(duì)溫度變化敏感:溫度對(duì)玻璃電極的測(cè)量結(jié)果有較大影響,不僅影響電極的斜率,還會(huì)改變?nèi)芤褐袣潆x子的活度。因此,在測(cè)量過(guò)程中需嚴(yán)格控制溫度,或使用帶有溫度補(bǔ)償功能的 pH 計(jì),否則會(huì)引入較大測(cè)量誤差。江蘇微基智慧微生物培養(yǎng)用pH傳感器采購(gòu)電極電纜接口需防水處理,防止短路。
pH電極中固體接觸式玻璃膜測(cè)量準(zhǔn)確性說(shuō)明,傳統(tǒng) pH 玻璃電極存在易破損等缺點(diǎn),固體接觸式 pH 電極應(yīng)運(yùn)而生。它采用 H?選擇性離子載體基聚合物膜沉積在導(dǎo)電聚合物(如 PEDOT - C??)上作為換能層,恢復(fù)了測(cè)量系統(tǒng)的對(duì)稱(chēng)性。在復(fù)雜混合溶液中,固體接觸式玻璃膜相對(duì)傳統(tǒng)玻璃膜具有更好的機(jī)械穩(wěn)定性,減少了因破損導(dǎo)致的測(cè)量誤差。然而,其在面對(duì)復(fù)雜溶液中的離子和物質(zhì)時(shí),仍可能受到電化學(xué)不對(duì)稱(chēng)性的影響。盡管通過(guò)特殊設(shè)計(jì)可以將零點(diǎn)調(diào)整到常規(guī)的 pH 7.0,但在實(shí)際復(fù)雜混合溶液中,由于溶液成分的復(fù)雜性,其測(cè)量準(zhǔn)確性仍可能受到干擾,如溶液中的強(qiáng)氧化劑或還原劑可能影響導(dǎo)電聚合物的性能,進(jìn)而影響膜電位的測(cè)量。
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)因材料腐蝕而下降,確保測(cè)量可靠性和長(zhǎng)期穩(wěn)定。pH 電極與 PLC 系統(tǒng)聯(lián)動(dòng),實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化 pH 調(diào)節(jié)。
恒電位法與降電流法對(duì)pH電極電位穩(wěn)定性和使用壽命的影響,《氯化銀微電極制備及其在液膜下的應(yīng)用》研究表明,降電流法比恒電位法制備出的 Ag/AgCl 微參比電極穩(wěn)定性更好。恒電位法在制備過(guò)程中,電位恒定可能導(dǎo)致 AgCl 膜層生長(zhǎng)速度相對(duì)較快,容易形成疏松的結(jié)構(gòu),使得膜層與銀絲的結(jié)合力不夠強(qiáng),在使用過(guò)程中膜層可能會(huì)脫落,從而影響電位穩(wěn)定性和使用壽命。而降電流法通過(guò)逐漸降低電流,使 AgCl 膜層生長(zhǎng)更加均勻、致密,增強(qiáng)了膜層與銀絲的結(jié)合力,提高了電極的穩(wěn)定性和使用壽命。實(shí)驗(yàn)室pH 電極需定期更換電解液,確保測(cè)量可靠性。雙氧水用pH傳感器哪家靠譜
pH 電極測(cè)量時(shí)需避免接觸油脂,防止膜表面堵塞。四川耐高堿pH電極
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。四川耐高堿pH電極