專利名稱：水中陰離子表面活性劑的測(cè)試裝置及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種測(cè)定水中陰離子表面活性劑的測(cè)試裝置及制備方法，適用于在提供水樣的情況下，簡(jiǎn)單快速的在線測(cè)定過(guò)程，屬于電化學(xué)分析技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，利用離子選擇性電極分析法測(cè)定水中陰離子表面活性劑已成為分析測(cè)定技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)之一。在離子選擇性電極方法中，管狀流通式電極已成為科技人員關(guān)注的對(duì)象。管狀流通式電極可以與流動(dòng)注射分析裝置聯(lián)用，從而實(shí)現(xiàn)適時(shí)在線監(jiān)測(cè)；另外，這種電極可以避免敏感膜表面狀態(tài)的變化，延長(zhǎng)電極的使用壽命。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外均有關(guān)于利用管狀流通式電極測(cè)定水中陰離子表面活性劑方面的報(bào)道。國(guó)內(nèi)王玉杰等，國(guó)外J.Aloso等和Saad S.M.Hassan等制備了管狀流通式電極，并與流動(dòng)注射連用，實(shí)現(xiàn)了快速監(jiān)測(cè)水中陰離子表面活性劑的含量。但是，他們的測(cè)試裝置中所使用的電極的制備過(guò)程較復(fù)雜，且管內(nèi)敏感膜與水樣的接觸面積較小，另外，在提供水樣的前提下，運(yùn)用此裝置較繁瑣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種簡(jiǎn)易測(cè)定水中陰離子表面活性劑含量的測(cè)試裝置，以實(shí)現(xiàn)方法的快速、準(zhǔn)確、操作簡(jiǎn)單。
本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的這種水中陰離子表面活性劑的測(cè)試裝置，其特征在于測(cè)試裝置由測(cè)試導(dǎo)管連接兩個(gè)漏斗，測(cè)試導(dǎo)管之間串聯(lián)管狀流通式敏感膜電極構(gòu)成測(cè)試通道，Ag/AgCl內(nèi)參比電極設(shè)置于管狀流通式敏感膜電極上，外參比飽和甘汞電極插在一個(gè)漏斗之中，內(nèi)外參比電極通過(guò)導(dǎo)線與pH酸度計(jì)相連。
所述的水中陰離子表面活性劑的測(cè)試裝置，所述的管狀流通式敏感膜電極由同心套管，Ag/AgCl內(nèi)參比電極整體構(gòu)成，內(nèi)外套管之間封裝有參比溶液，Ag/AgCl內(nèi)參比電極封裝于內(nèi)外套管之間的溶液之內(nèi)；內(nèi)套管與測(cè)試導(dǎo)管連通，試樣經(jīng)導(dǎo)管從內(nèi)套管流過(guò)。
所述的水中陰離子表面活性劑的測(cè)試裝置，所述的管狀流通式敏感膜電極內(nèi)套管的內(nèi)壁設(shè)置有活性膜涂層。
所述的水中陰離子表面活性劑的測(cè)試裝置，所述的管狀流通式敏感膜電極內(nèi)套管的內(nèi)外壁活性膜涂層的重量組成比例是65％磷酸三甲酚酯，0.8％十六烷基三甲基溴化銨，34.2％聚氯乙烯粉。
所述的水中陰離子表面活性劑的測(cè)試裝置，測(cè)試裝置中漏斗用鐵架臺(tái)固定。
所述的水中陰離子表面活性劑的測(cè)試裝置，所述的管狀流通式敏感膜電極的制備方法是按照如下步驟完成的A、石墨管的預(yù)處理取一根內(nèi)外直徑分別為0.7cm、0.3cm，長(zhǎng)度為5.6cm的管狀石墨棒，用砂紙打磨其內(nèi)外兩壁，然后用四氫呋喃溶液清洗1-3次，直至內(nèi)外兩表面光滑，將其放置在支架上，自然晾干；
B、聚合物敏感膜溶液的配制稱取4.8mg十六烷基三甲基溴化銨，0.39mL磷酸三甲酚酯放入10mL四氫呋喃溶液中，在磁力攪拌的情況下將206.2mg聚氯乙烯粉緩慢加入到溶液中，避免固體結(jié)塊，當(dāng)聚氯乙烯粉溶解完全后，于60℃加熱攪拌30min，直至溶液透明，靜置消除氣泡；C、電極涂膜用滴管吸取步驟B制備的敏感膜溶液，沿管狀石墨棒內(nèi)壁迅速流下，重復(fù)6～7次，然后把涂好膜的管狀石墨棒放在支架上，自然晾干一晝夜；D、電極活化將上述已涂好敏感膜的石墨棒放入一個(gè)直徑與其長(zhǎng)度相近或稍大的燒杯底部，然后向其中注入1.0×10-3mol/L十二烷基苯磺酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液，浸沒(méi)整個(gè)石墨棒，進(jìn)行活化24h后，用蒸餾水清洗數(shù)分鐘，然后放在支架上，自然晾干備用；E、管狀流通式電極的制備將步驟A、B、C、D制備的帶有敏感膜的石墨棒，外面套上聚四氟乙烯管，用溶有聚氯乙烯粉的四氫呋喃溶液封住石墨棒與聚四氟乙烯管之間的縫隙，在封口時(shí)留一小孔，用滴管從此小孔中注入0.1mol/L KCl內(nèi)參比溶液，然后插入Ag/AgCl內(nèi)參比電極，用帶屏蔽的導(dǎo)線引出，再用溶有聚氯乙烯粉的四氫呋喃溶液把小孔封住，把導(dǎo)線固定住。
所述的水中陰離子表面活性劑的測(cè)試裝置，所述的管狀流通式敏感膜電極的Ag/AgCl內(nèi)參比電極的制備方法是按照如下步驟完成的A、銀絲的處理取銀絲先浸入到濃氨水中浸泡，再將其浸入到稀硝酸中5-10秒，清水沖洗凈，丙酮干燥，備用；B、內(nèi)參比電極制備把處理好的銀絲固定上導(dǎo)線，作為工作電極，飽和甘汞電極為參比電極，鉑電極為輔助電極，放入電解槽中，電解液為0.1mol/L HCl，利用循環(huán)伏安法于0-1.5V電位，1.0V/s下進(jìn)行掃描電鍍，使銀絲鍍上一層AgCl。
本發(fā)明以自制石墨管為測(cè)試導(dǎo)管，制備一種對(duì)陰離子表面活性劑有響應(yīng)且?guī)?nèi)參比電極(Ag/AgCl)的管狀流通式敏感膜電極，利用此電極為指示電極，飽和甘汞電極為外參比電極，與pH精密酸度計(jì)聯(lián)用，對(duì)水樣中陰離子表面活性劑含量進(jìn)行測(cè)定。該測(cè)定裝置的管狀流通式敏感膜電極具有制作過(guò)程簡(jiǎn)單，與水樣接觸面積大，靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)；同時(shí)，還在于該測(cè)定裝置使用了連通器原理，從而使測(cè)定過(guò)程快速、簡(jiǎn)單。


圖中1、8、漏斗 2、測(cè)試導(dǎo)管 3、管狀流通式敏感膜電極3-1、外套冠 3-2、內(nèi)套管 3-3、敏感膜，3-4、Ag/AgCl內(nèi)參比電極 4、導(dǎo)線；5、外參飽和甘汞電極6、pH精密酸度計(jì) 7、水樣具體實(shí)施方式
圖1所示為本測(cè)試裝置的一種實(shí)施方式，即將漏斗1、8分別與測(cè)試導(dǎo)管(膠皮管)2的一端連接后，測(cè)試導(dǎo)管另一端與管狀流通式敏感膜電極3連接，兩個(gè)漏斗用鐵架臺(tái)固定；向漏斗1中注入水樣，水樣通過(guò)測(cè)試導(dǎo)管2流入管狀流通式敏感膜電極3中，然后通過(guò)測(cè)試導(dǎo)管到達(dá)漏斗8；在漏斗8中插入外參比飽和甘汞電極5，最后把內(nèi)參比電極3-4及外參比飽和甘汞電極5的導(dǎo)線4接入pH酸度計(jì)6相應(yīng)的接線柱上，打開酸度計(jì)6開關(guān)，等電位穩(wěn)定后讀數(shù)。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，先利用此裝置對(duì)標(biāo)準(zhǔn)試樣進(jìn)行測(cè)定，得出標(biāo)準(zhǔn)曲線后，再利用此裝置對(duì)被測(cè)試樣進(jìn)行測(cè)定。
本發(fā)明給出的管狀流通式敏感膜電極3技術(shù)方案是由外套管3-1、內(nèi)套管3-2、敏感膜3-3和內(nèi)參比電極3-4組合成的，其中外套管為聚四氟乙烯管，內(nèi)套管為石墨管，敏感膜涂布在石墨管的內(nèi)壁上。
管狀流通式敏感膜電極的制備方法如下1、石墨管的預(yù)處理取一根內(nèi)外直徑分別為0.7cm、0.3cm，長(zhǎng)度為5.6cm的管狀石墨棒，用砂紙打磨其內(nèi)外兩壁，然后用四氫呋喃溶液清洗數(shù)次，直至內(nèi)外兩表面光滑；最后將其放置在支架上，自然晾干。
2、聚合物敏感膜溶液的配制稱取4.8mg十六烷基三甲基溴化銨(CTMAB)，0.39mL磷酸三甲酚酯(TBP)放入10mL四氫呋喃溶液中，在磁力攪拌(速度要足以使旋渦剛接觸攪拌轉(zhuǎn)子)的情況下將206.2mg聚氯乙烯(PVC)粉緩慢加入到溶液中，避免固體結(jié)塊。當(dāng)PVC溶解完全后，60℃加熱攪拌大約30min，直至溶液透明，靜置片刻，消除氣泡備用。
3、電極涂膜用滴管吸取1.4.2制備的敏感膜溶液，沿管狀石墨棒內(nèi)或外壁迅速流下，重復(fù)6～7次，然后把涂好膜的管狀石墨棒放在支架上，自然晾干一晝夜。
4、電極活化將上述已涂好敏感膜的石墨棒放入一個(gè)直徑與其長(zhǎng)度相近或稍大的燒杯底部，然后向其中注入1.0×10-3mol/L十二烷基苯磺酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液，浸沒(méi)整個(gè)石墨棒，進(jìn)行活化。活化24h后，用蒸餾水清洗數(shù)分鐘，然后放在支架上，自然晾干。
5、內(nèi)參比電極Ag/AgCl的制備銀絲的處理取適當(dāng)長(zhǎng)度的銀絲，將其先浸入到濃氨水中浸泡片刻，再將其浸入到稀硝酸中數(shù)秒，然后用清水沖洗凈，最后用丙酮干燥，備用。
內(nèi)參比電極制備把處理好的銀絲固定上導(dǎo)線，作為工作電極，飽和甘汞電極為參比電極，鉑電極為輔助電極，放入電解槽中，電解液為0.1mol/L HCl，利用電化學(xué)分析系統(tǒng)中的循環(huán)伏安法制備內(nèi)參比Ag/AgCl電極，于0-1.5V電位，1.0V/s下進(jìn)行掃描電鍍，使銀絲鍍上一層AgCl。
6、管狀流通式電極的制備將上述1.4.3制備的帶有敏感膜的石墨棒，外面套上聚四氟乙烯管(直徑為1.5cm，長(zhǎng)度為2.5cm)，用溶有PVC的四氫呋喃溶液封住石墨棒與聚四氟乙烯管之間的縫隙；在封口時(shí)留一小孔，用滴管從此小孔中注入0.1mol/L KCl內(nèi)充液；然后插入Ag/AgCl電極，用帶屏蔽的導(dǎo)線引出；最后，再用溶有PVC的四氫呋喃溶液把小孔封住，把導(dǎo)線固定住。
上述實(shí)施例中活性膜涂層的增塑劑選擇磷酸三甲酚酯(TBP)，與專利申請(qǐng)人在先申請(qǐng)200410074076.5“測(cè)定表面活性劑的專用傳感器及制備方法”中公開的增塑劑鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)的比較。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，電活性物質(zhì)為十六烷基三甲基溴化銨時(shí)，由TBP制備的電極的響應(yīng)斜率平均52.0mV/dec，而由DBP制備的電極的響應(yīng)斜率平均為34.3mV/dec，且由TBP制作的敏感膜的機(jī)械強(qiáng)度比由DBP制作的敏感膜更大。
上述描述僅作為本發(fā)明水中陰離子表面活性劑的測(cè)試裝置的一種可實(shí)施的技術(shù)方案提出，不作為對(duì)其結(jié)構(gòu)或制備方法本身的單一限制條件。
權(quán)利要求
1.水中陰離子表面活性劑的測(cè)試裝置，其特征在于測(cè)試裝置由測(cè)試導(dǎo)管(2)連接兩個(gè)漏斗(1、8)，測(cè)試導(dǎo)管之間串聯(lián)管狀流通式敏感膜電極(3)構(gòu)成測(cè)試通道，Ag/AgCl內(nèi)參比電極(3-4)設(shè)置于管狀流通式敏感膜電極(3)上，外參比飽和甘汞電極(5)插在一個(gè)漏斗(8)之中，內(nèi)外參比電極(3-4、5)通過(guò)導(dǎo)線(4)與pH酸度計(jì)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水中陰離子表面活性劑的測(cè)試裝置，其特征在于所述的管狀流通式敏感膜電極(3)由同心套管(3-1、3-2)，Ag/AgCl內(nèi)參比電極(3-4)整體構(gòu)成，內(nèi)外套管之間封裝有參比溶液，Ag/AgCl內(nèi)參比電極(3-4)封裝于內(nèi)外套管之間的溶液之內(nèi)；內(nèi)套管與測(cè)試導(dǎo)管(2)連通，試樣經(jīng)導(dǎo)管從內(nèi)套管流過(guò)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水中陰離子表面活性劑的測(cè)試裝置，其特征在于所述的管狀流通式敏感膜電極(3)內(nèi)套管的內(nèi)壁設(shè)置有活性膜涂層(3-3)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的水中陰離子表面活性劑的測(cè)試裝置，其特征在于所述的管狀流通式敏感膜電極(3)內(nèi)套管的內(nèi)外壁活性膜涂層(3-3)的重量組成比例是65％磷酸三甲酚酯，0.8％十六烷基三甲基溴化銨，34.2％聚氯乙烯粉。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水中陰離子表面活性劑的測(cè)試裝置，其特征在于測(cè)試裝置中漏斗用鐵架臺(tái)固定。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-4所述的水中陰離子表面活性劑的測(cè)試裝置，其特征在于所述的管狀流通式敏感膜電極(3)的制備方法是按照如下步驟完成的A、石墨管的預(yù)處理取一根內(nèi)外直徑分別為0.7cm、0.3cm，長(zhǎng)度為5.6cm的管狀石墨棒，用砂紙打磨其內(nèi)外兩壁，然后用四氫呋喃溶液清洗1-3次，直至內(nèi)外兩表面光滑，將其放置在支架上，自然晾干；B、聚合物敏感膜溶液的配制稱取4.8mg十六烷基三甲基溴化銨，0.39mL磷酸三甲酚酯放入10mL四氫呋喃溶液中，在磁力攪拌的情況下將206.2mg聚氯乙烯粉緩慢加入到溶液中，避免固體結(jié)塊，當(dāng)聚氯乙烯粉溶解完全后，于60℃加熱攪拌30min，直至溶液透明，靜置消除氣泡；C、電極涂膜用滴管吸取步驟B制備的敏感膜溶液，沿管狀石墨棒內(nèi)壁迅速流下，重復(fù)6～7次，然后把涂好膜的管狀石墨棒放在支架上，自然晾干一晝夜；D、電極活化將上述已涂好敏感膜的石墨棒放入一個(gè)直徑與其長(zhǎng)度相近或稍大的燒杯底部，然后向其中注入1.0×10-3mol/L十二烷基苯磺酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液，浸沒(méi)整個(gè)石墨棒，進(jìn)行活化24h后，用蒸餾水清洗數(shù)分鐘，然后放在支架上，自然晾干備用；E、管狀流通式電極的制備將步驟A、B、C、D制備的帶有敏感膜的石墨棒，外面套上聚四氟乙烯管，用溶有聚氯乙烯粉的四氫呋喃溶液封住石墨棒與聚四氟乙烯管之間的縫隙，在封口時(shí)留一小孔，用滴管從此小孔中注入0.1mol/L KCl內(nèi)參比溶液，然后插入Ag/AgCl內(nèi)參比電極，用帶屏蔽的導(dǎo)線引出，再用溶有聚氯乙烯粉的四氫呋喃溶液把小孔封住，把導(dǎo)線固定住。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的水中陰離子表面活性劑的測(cè)試裝置，其特征在于所述的管狀流通式敏感膜電極(3)的Ag/AgCl內(nèi)參比電極的制備方法是按照如下步驟完成的A、銀絲的處理取銀絲先浸入到濃氨水中浸泡，再將其浸入到稀硝酸中5-10秒，清水沖洗凈，丙酮干燥，備用；B、內(nèi)參比電極制備把處理好的銀絲固定上導(dǎo)線，作為工作電極，飽和甘汞電極為參比電極，鉑電極為輔助電極，放入電解槽中，電解液為0.1mol/L HCl，利用循環(huán)伏安法于0-1.5V電位，1.0V/s下進(jìn)行掃描電鍍，使銀絲鍍上一層AgCl。
全文摘要
本發(fā)明提供一種簡(jiǎn)易測(cè)定水中陰離子表面活性劑含量的測(cè)試裝置，這種測(cè)試裝置由測(cè)試導(dǎo)管連接兩個(gè)漏斗，測(cè)試導(dǎo)管之間串聯(lián)管狀流通式敏感膜電極構(gòu)成測(cè)試通道，內(nèi)參比電極設(shè)置于管狀流通式敏感膜電極上，外參比飽和甘汞電極插在一個(gè)漏斗之中，內(nèi)外參比電極通過(guò)導(dǎo)線與pH酸度計(jì)相連。本發(fā)明以自制石墨測(cè)試導(dǎo)管為基體，制備一種對(duì)陰離子表面活性劑有響應(yīng)且?guī)?nèi)參比電極(Ag/AgCl)的管狀流通式敏感膜電極，利用此電極為指示電極，飽和甘汞電極為外參比電極，與pH精密酸度計(jì)聯(lián)用，對(duì)水樣中陰離子表面活性劑含量進(jìn)行測(cè)定。具有制作過(guò)程簡(jiǎn)單，與水樣接觸面積大，靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，測(cè)試過(guò)程快速、簡(jiǎn)單。
文檔編號(hào)G01N27/30GK1773273SQ20051001296
公開日2006年5月17日 申請(qǐng)日期2005年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月11日
發(fā)明者魏福祥, 郝莉莉, 韓菊 申請(qǐng)人:河北科技大學(xué)