專利名稱：表面活性陰離子電化學傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于電化學傳感器，特別涉及一種表面活性陰離子電化學傳感器。
背景技術(shù)：
目前的有機離子電化學傳感器一般采用薄膜結(jié)構(gòu)。但目前已有的薄膜電化學傳感器，使用溫度范圍窄，檢測濃度范圍窄，靈敏度不高，測定誤差大。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種表面活性陰離子電化學傳感器，克服目前薄膜電極的溫度范圍窄，檢測濃度范圍窄，靈敏度不高，測定誤差大問題。目前的有機離子電化學傳感器一般采用的薄膜，其薄膜一般沒有活性。
本實用新型的方案是一種表面活性陰離子電化學傳感器，其特征在于在絕緣管中有同軸電纜，其電纜的芯線連接金屬絲，金屬絲密封固定連接在絕緣管的下端，金屬絲露出絕緣管外10-15mm；絕緣管另一端的同軸芯線連接在通用的BNC接頭上，露出絕緣管外的金屬絲上段包有絕緣膜，下端是活性聚氯乙烯膜。
金屬絲可是下列金屬的一種金Au，、鉛Pt、銀Ag和銅Cu。
絕緣管材料可以是下列材料的一種玻璃、塑料。
本實用新型的特點是本產(chǎn)品適用于各種陰離子表面活性物在樣品中的含量測定，例如在化妝品及洗滌工業(yè)中測定陰離子表面活性劑的游離濃度，土壤，河水及其它水樣中的陰離子表面活性物質(zhì)的離子濃度，也可開發(fā)出用于醫(yī)藥和制藥業(yè)中有關(guān)活性陰離子濃度的測定。所測定的陰離子表面活性物質(zhì)為含有8個到14個碳原子的直鏈烷基。使用溫度為+10℃到+50℃；檢測濃度范圍廣10-7mol/L~0.10 mol/L，靈敏度高達10-7mol/L，較常規(guī)陰離子表面活性傳感器10-5mol/L~10-4mol/L的靈敏度提高100~1000倍，其使用效果顯著，測定誤差主要由標準曲線的斜率為基準，一般在±0.01到0.05％。


圖1是表面活性陰離子電化學傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖圖2是有機陰離子滲透膜電極使用連接裝置的結(jié)構(gòu)示意圖圖中1電信號接收裝置電腦、2盛樣品容器、3自動進樣器、4離子型參比電極、5本表面活性陰離子電化學傳感器、6電化學池、7焊接節(jié)點、8外殼體、9同軸電纜、10同軸芯線、11金屬絲、12接頭、13絕緣膜、14活性鍍膜具體實施方式
生產(chǎn)工藝本產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝主要有三部分應用被十二烷氨活化的PVC(十二烷氨基聚氯乙烯(PVC)固體粉末，鍍膜金屬絲，制成電化學傳感器，優(yōu)點是被測陰離子能被PVC牢固地吸附在傳感器的表面。(別人直接用聚氯乙烯，缺點是被測陰離子不能被PVC牢固地吸附)首先將一種氨化的聚氯乙烯(PVC)(100-200mg)溶于一定量(20-30ml)的有機溶劑如四氫呋喃(THF)，在攪拌下溶解1-2小時。用二次蒸留水配制300-500毫升待檢測的陰離子表面活性物溶液，濃度為其2倍于臨界膠束濃度(CMC)。然后將完全溶解的PVC液逐滴滴加于配制好的300毫升待檢測的陰離子表面活性物溶液，在無塵埃的條件下連續(xù)攪拌48小時。將沉淀物用玻砂漏斗過濾，用二次蒸餾水清洗三次后并干燥。
其次將一種高分子增塑劑(如Elvaloy 742，0.5-1.0g)溶于一定量(10-15ml)的四氫呋喃(THF)，并用電磁攪拌器攪拌1-2小時，然后加入增塑劑的三分之二至二分之一倍量的，已干燥后的活化PVC，再繼續(xù)攪拌1小時。待其完全溶解后，用微孔過濾器(孔徑為10微米)過濾并保留濾液以待鍍膜時用。
見附圖1所示在電化學傳感器的制備或生產(chǎn)中，傳感器的外殼8可直接選用簡單的玻璃管或硬性的PVC塑料管，將同軸電纜9的同軸芯線10與金屬絲11(例如Au，Pt，Ag和Cu等金屬)焊接，(焊接節(jié)點7)并用環(huán)氧樹脂將金屬絲粘接在玻璃管的一端，讓金屬絲露出玻璃管外約10-15mm。在玻璃管的另一端將同軸芯線連接在一通用的BNC(Bayonet NeillConcelman)接頭12上并粘接到一起。
將露出的一段金屬絲作脫氧化膜和表面拋光處理后，清洗干凈并干燥。再將處理后的金屬絲用2-5％的純凈(未離子化)PVC的四氫呋喃溶液進行絕緣鍍膜處理，待絕緣膜13完全干燥后，在金屬絲的頂端剝?nèi)?-5mm長的絕緣膜以便鍍上活性PVC鍍膜14。最后在裸露的金屬絲上將已制備好的活性PVC膜鍍液用分次浸醮的方法進行鍍活性膜處理。待活性PVC膜的厚度約0.1-0.2mm時，將其放置在干燥通風處3-4天后再使用。
技術(shù)參數(shù)在作標準曲線的繪制時，曲線的斜率為該陰離子電化學傳感器的主要技術(shù)參數(shù)。標準曲線的斜率遵循能斯特(NERNST)方程，ΔE=ΔE0±RTnFlnα]]>，式中ΔE為溶液的測定電壓值(mV)；ΔE0為標準電壓值(mV)；n為待測離子的價數(shù)(如±1等，±符號代表陽，陰離子)；F為法拉蒂常數(shù)(96485 C)；R為氣體通用常數(shù)(8.314 J mol-1K-1)；T為絕對溫度(K)。α為待測溶液的活度(在此等于濃度，mol/L)。如在25℃時作標準曲線的測定，一價活性陰離子的標準曲線的斜率，在溶液濃度每改變一個數(shù)量級的情況下，其值應為-59.2(mV)。另外，也可以用陰離子活性物的臨界膠束濃度(CMC)的測定值與文獻值作對比來判斷該陰離子電化學傳感器的性能。
使用操作方法及規(guī)程1)實驗裝置示意圖表面活性陰離子電化學傳感器的使用須與電化學池及電信號接收裝置聯(lián)合使用。其連接方法如附圖2表所示。
圖2中(1)表示電信號接受裝置，一臺帶有數(shù)據(jù)采集插件的電腦，該插件可從商家購買，電腦用于采集和處理實驗測定的數(shù)據(jù)。也可以采用一般的毫伏計或酸度儀等。(2)為一盛樣品的容器；(3)為自動進樣器，可程序化操作。也可以采用微量注射器來進樣；(4)代表一種離子型的參比電極，例如甘汞電極，氯化銀電極，非金屬離子電極等；(5)為本產(chǎn)品-活性陰離子電化學傳感器；(6)為電化學池，由一帶夾套的玻璃器皿構(gòu)成。
其中放有一粒磁攪拌籽并由一空氣泵驅(qū)動。
2)標準曲線的繪制在一恒定溫度為25℃的帶夾套的玻璃器皿內(nèi)盛入20-50ml含1.0×10-4M的氯化鈉溶液，一般地說參比電極可選用溴修離子或氯化銀電極，并與制備好的電化學傳感器一起構(gòu)成電化學池，再按照附圖2組成完整的實驗裝置。
實驗開始之前須等待電壓/伏特計的讀數(shù)趨于穩(wěn)定，再按照由低濃度到高濃度的順序添加一定的事先配制好的離子表面活性物。每加一次添加物后需等2-3分鐘待讀數(shù)基本穩(wěn)定時記錄一次數(shù)據(jù)，然后再重復進行至總濃度超過該表面活性物的臨界膠束濃度約2-3倍時，停止實驗和數(shù)據(jù)的采集。然后將所有的數(shù)據(jù)按濃度的對數(shù)作橫坐標，電壓(毫伏值)作縱坐標進行作圖，所得的曲線即為標準曲線。該測定總共須時為1-2小時。標準曲線的斜率遵循能斯特(NERNST)方程，如在25℃時對一價的陰離子表面活性物純物質(zhì)的測定，如每改變一個數(shù)量級的濃度，斜率一般為-59.2(mV)，負號代表活性陰離子。
3)實際樣品的測定在已知陰離子活性物質(zhì)種類的前提下，對樣品的測定就變的十分簡單。如果要改變樣品的濃度，其實驗過程與標準曲線的繪制完全一樣。如果只是測定樣品中的陰離子型活性物含量，如河水或其它水樣，只要能測出其樣品的毫伏值，再與標準曲線對比，就可得知其中的陰離子表面活性物質(zhì)的含量。如果為土壤或其它固體樣品，則需要對樣品作預處理，如浸泡，萃取抽提等，再將所得溶液進行測定。
權(quán)利要求1.一種表面活性陰離子電化學傳感器，其特征在于同軸電纜裝在絕緣管中，金屬絲密封固定連接在絕緣管的下端，金屬絲露出絕緣管外10-15mm，其電纜的芯線連接金屬絲；絕緣管另一端的同軸芯線連接在通用的接頭上，露出絕緣管外的金屬絲上段包有絕緣膜，下端是活性聚氯乙烯膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面活性陰離子電化學傳感器，其特征在于金屬絲可是下列金屬的一種金Au，、鉛Pt、銀Ag和銅Cu。
3.根據(jù)權(quán)利要1或2所述的表面活性陰離子電化學傳感器，其特征在于絕緣管材料可以是下列材料的一種玻璃、塑料。
專利摘要一種有機離子電化學傳感器，同軸電纜裝在絕緣管中，金屬絲密封固定連接在絕緣管的下端，金屬絲露出絕緣管外10－15mm；其電纜的芯線連接金屬絲，絕緣管另一端的同軸芯線連接在通用的BNC接頭上，露出絕緣管外的金屬絲上段包有絕緣膜，下端是活性聚氯乙烯膜。本產(chǎn)品適用于各種陰離子表面活性物在樣品中的含量測定，使用溫度為+10℃到+50℃；檢測濃度范圍廣10
文檔編號G01N27/30GK2906613SQ20052012407
公開日2007年5月30日 申請日期2005年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月16日
發(fā)明者徐榮, 李喜宏, 王冬潔, 胡云峰, 郭洪蓮 申請人:天津市食品加工工程中心, 徐榮