在造纸工业(纸浆蒸煮过程中碱液 pH 值控制)、印染行业(织物碱洗工序中 pH 值监测)以及废水处理(碱性废水处理过程的 pH 值调节)等领域,都需要准确测量强碱溶液的 pH 值,以保证生产工艺的顺利进行和废水达标排放。针对强碱环境,需要使用耐碱性能好的 pH 电极。这类电极通常采用特殊配方的玻璃膜,降低对氢氧根离子的响应,同时优化参比系统的设计,提高其在强碱环境下的稳定性。例如,一些电极采用凝胶状的参比电解质,减少液接界堵塞的风险;还有些电极使用聚合物膜代替传统玻璃膜,增强对强碱的耐受性。在线pH 电极需定期反冲洗,防止结垢堵塞。四川白炭黑用pH电极
恒电位法与降电流法对pH电极电位稳定性和使用寿命的影响,《氯化银微电极制备及其在液膜下的应用》研究表明,降电流法比恒电位法制备出的 Ag/AgCl 微参比电极稳定性更好。恒电位法在制备过程中,电位恒定可能导致 AgCl 膜层生长速度相对较快,容易形成疏松的结构,使得膜层与银丝的结合力不够强,在使用过程中膜层可能会脱落,从而影响电位稳定性和使用寿命。而降电流法通过逐渐降低电流,使 AgCl 膜层生长更加均匀、致密,增强了膜层与银丝的结合力,提高了电极的稳定性和使用寿命。静安区pH电极方案高温环境需选用耐高温pH 电极,避免电解液蒸发影响精度。
制备工艺参数对银 / 氯化银(Ag/AgCl)pH电极电位稳定性和使用寿命的影响:1、电流密度与时间:在采用电化学方法制备 Ag/AgCl 电极时,电流密度和通电时间直接影响 AgCl 膜层的生长。较高的电流密度可能使 AgCl 膜层生长过快,导致膜层结构疏松、不均匀,降低电位稳定性。适当降低电流密度并控制合适的通电时间,可使 AgCl 膜层均匀、致密地生长在银电极表面,提高电位稳定性。例如,在恒电流氧化制备 Ag/AgCl 电极过程中,根据法拉第定律精确控制电量(即电流与时间的乘积),可得到指定覆盖度的 AgCl 膜层,从而优化电极性能,延长使用寿命。2、温度:制备过程中的温度对电极性能也有影响。温度升高,离子的扩散速度加快,可能使 AgCl 膜层的生长速度加快,但也可能导致膜层结晶粗大,结构疏松。而较低的温度可能使反应速度过慢,生产效率降低。合适的温度能使 AgCl 膜层生长均匀,提高膜层与银基底的结合力,进而提高电位稳定性和使用寿命。例如,在某些制备工艺中,将温度控制在一定范围内,可获得性能优良的 Ag/AgCl 电极。
溶液的 pH 值、离子强度、温度等性质会对离子交换过程产生明显影响。溶液的 pH 值直接决定了 H⁺浓度,从而影响离子交换的驱动力。当溶液 pH 值较低时,H⁺浓度较高,离子交换速率加快,膜电位的响应也会更快。离子强度则会影响离子在溶液中的活度系数,进而影响离子交换的平衡。一般来说,离子强度增加,离子活度系数减小,离子交换的有效驱动力降低。温度对离子交换过程也有重要影响,升高温度会加快离子的扩散速率,促进离子交换,但同时也可能改变敏感膜的物理化学性质,对膜电位的稳定性产生影响。在线pH 电极通常采用流通式安装,确保测量稳定。
在细胞冻存中,pH电极用于监测和控制冻存液的酸碱度,以确保细胞的存活率和复苏效率。冻存液的pH值可能会影响细胞的代谢和存活率,因此精确的pH测量至关重要。pH电极的稳定性和准确性对于细胞冻存过程至关重要,因此需要定期校准和维护,以确保其性能稳定。pH电极的校准通常使用标准缓冲溶液进行,以确保测量结果的准确性。此外,pH电极的清洁和储存也非常重要,不当的清洁和储存可能会导致电极性能下降或损坏。因此,使用pH电极时,必须严格按照操作手册进行,以确保其长期稳定性和准确性。电极电缆屏蔽层需可靠接地,减少噪声干扰。四川白炭黑用pH电极
电极响应时间定义为达到 90% 读数所需的时间。四川白炭黑用pH电极
pH电极玻璃膜微观结构变化对电极电位漂移的影响,由于玻璃膜表面离子组成改变以及硅氧网络结构重排,膜电位的产生机制受到影响。膜电位与玻璃膜表面和内部的离子浓度差密切相关,老化造成离子浓度分布改变,进而使膜电位发生漂移。这会导致 pH 测量值出现偏差,影响测量准确性。例如在工业生产中,若 pH 测量不准确,可能导致产品质量不稳定,影响生产效率与经济效益。pH电极玻璃膜微观结构变化对电极稳定性的影响,玻璃膜结构的疏松与网络无序化,使其对环境因素更为敏感。温度、湿度、溶液成分等微小变化,都可能引发玻璃膜进一步老化或结构改变,从而降低电极的稳定性。比如在高温高湿环境下,老化后的玻璃膜更容易受到侵蚀,导致性能快速下降,无法保持稳定的测量性能。四川白炭黑用pH电极