水中陰離子表面活性劑的測試裝置及製備方法
2023-07-04 08:28:01 2
專利名稱：水中陰離子表面活性劑的測試裝置及製備方法
技術領域：
本發明涉及到一種測定水中陰離子表面活性劑的測試裝置及製備方法，適用於在提供水樣的情況下，簡單快速的在線測定過程，屬於電化學分析技術領域。
背景技術：
目前，利用離子選擇性電極分析法測定水中陰離子表面活性劑已成為分析測定技術發展趨勢之一。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注的對象。管狀流通式電極可以與流動注射分析裝置聯用，從而實現適時在線監測；另外，這種電極可以避免敏感膜表面狀態的變化，延長電極的使用壽命。近年來，國內外均有關於利用管狀流通式電極測定水中陰離子表面活性劑方面的報導。國內王玉傑等，國外J.Aloso等和Saad S.M.Hassan等製備了管狀流通式電極，並與流動注射連用，實現了快速監測水中陰離子表面活性劑的含量。但是，他們的測試裝置中所使用的電極的製備過程較複雜，且管內敏感膜與水樣的接觸面積較小，另外，在提供水樣的前提下，運用此裝置較繁瑣。
發明內容
本發明的目的在於提供一種簡易測定水中陰離子表面活性劑含量的測試裝置，以實現方法的快速、準確、操作簡單。
本發明的技術方案是這樣實現的這種水中陰離子表面活性劑的測試裝置，其特徵在於測試裝置由測試導管連接兩個漏鬥，測試導管之間串聯管狀流通式敏感膜電極構成測試通道，Ag/AgCl內參比電極設置於管狀流通式敏感膜電極上，外參比飽和甘汞電極插在一個漏鬥之中，內外參比電極通過導線與pH酸度計相連。
所述的水中陰離子表面活性劑的測試裝置，所述的管狀流通式敏感膜電極由同心套管，Ag/AgCl內參比電極整體構成，內外套管之間封裝有參比溶液，Ag/AgCl內參比電極封裝於內外套管之間的溶液之內；內套管與測試導管連通，試樣經導管從內套管流過。
所述的水中陰離子表面活性劑的測試裝置，所述的管狀流通式敏感膜電極內套管的內壁設置有活性膜塗層。
所述的水中陰離子表面活性劑的測試裝置，所述的管狀流通式敏感膜電極內套管的內外壁活性膜塗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試裝置，測試裝置中漏鬥用鐵架臺固定。
所述的水中陰離子表面活性劑的測試裝置，所述的管狀流通式敏感膜電極的製備方法是按照如下步驟完成的A、石墨管的預處理取一根內外直徑分別為0.7cm、0.3cm，長度為5.6cm的管狀石墨棒，用砂紙打磨其內外兩壁，然後用四氫呋喃溶液清洗1-3次，直至內外兩表面光滑，將其放置在支架上，自然晾乾；
B、聚合物敏感膜溶液的配製稱取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，避免固體結塊，當聚氯乙烯粉溶解完全後，於60℃加熱攪拌30min，直至溶液透明，靜置消除氣泡；C、電極塗膜用滴管吸取步驟B製備的敏感膜溶液，沿管狀石墨棒內壁迅速流下，重複6～7次，然後把塗好膜的管狀石墨棒放在支架上，自然晾乾一晝夜；D、電極活化將上述已塗好敏感膜的石墨棒放入一個直徑與其長度相近或稍大的燒杯底部，然後向其中注入1.0×10-3mol/L十二烷基苯磺酸鈉標準溶液，浸沒整個石墨棒，進行活化24h後，用蒸餾水清洗數分鐘，然後放在支架上，自然晾乾備用；E、管狀流通式電極的製備將步驟A、B、C、D製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，在封口時留一小孔，用滴管從此小孔中注入0.1mol/L KCl內參比溶液，然後插入Ag/AgCl內參比電極，用帶屏蔽的導線引出，再用溶有聚氯乙烯粉的四氫呋喃溶液把小孔封住，把導線固定住。
所述的水中陰離子表面活性劑的測試裝置，所述的管狀流通式敏感膜電極的Ag/AgCl內參比電極的製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，清水衝洗淨，丙酮乾燥，備用；B、內參比電極製備把處理好的銀絲固定上導線，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，利用循環伏安法於0-1.5V電位，1.0V/s下進行掃描電鍍，使銀絲鍍上一層AgCl。
本發明以自制石墨管為測試導管，製備一種對陰離子表面活性劑有響應且帶內參比電極(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精密酸度計聯用，對水樣中陰離子表面活性劑含量進行測定。該測定裝置的管狀流通式敏感膜電極具有製作過程簡單，與水樣接觸面積大，靈敏度高等優點；同時，還在於該測定裝置使用了連通器原理，從而使測定過程快速、簡單。
圖中1、8、漏鬥 2、測試導管 3、管狀流通式敏感膜電極3-1、外套冠 3-2、內套管 3-3、敏感膜，3-4、Ag/AgCl內參比電極 4、導線；5、外參飽和甘汞電極6、pH精密酸度計 7、水樣具體實施方式
圖1所示為本測試裝置的一種實施方式，即將漏鬥1、8分別與測試導管(膠皮管)2的一端連接後，測試導管另一端與管狀流通式敏感膜電極3連接，兩個漏鬥用鐵架臺固定；向漏鬥1中注入水樣，水樣通過測試導管2流入管狀流通式敏感膜電極3中，然後通過測試導管到達漏鬥8；在漏鬥8中插入外參比飽和甘汞電極5，最後把內參比電極3-4及外參比飽和甘汞電極5的導線4接入pH酸度計6相應的接線柱上，打開酸度計6開關，等電位穩定後讀數。在實際應用過程中，先利用此裝置對標準試樣進行測定，得出標準曲線後，再利用此裝置對被測試樣進行測定。
本發明給出的管狀流通式敏感膜電極3技術方案是由外套管3-1、內套管3-2、敏感膜3-3和內參比電極3-4組合成的，其中外套管為聚四氟乙烯管，內套管為石墨管，敏感膜塗布在石墨管的內壁上。
管狀流通式敏感膜電極的製備方法如下1、石墨管的預處理取一根內外直徑分別為0.7cm、0.3cm，長度為5.6cm的管狀石墨棒，用砂紙打磨其內外兩壁，然後用四氫呋喃溶液清洗數次，直至內外兩表面光滑；最後將其放置在支架上，自然晾乾。
2、聚合物敏感膜溶液的配製稱取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，避免固體結塊。當PVC溶解完全後，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、電極塗膜用滴管吸取1.4.2製備的敏感膜溶液，沿管狀石墨棒內或外壁迅速流下，重複6～7次，然後把塗好膜的管狀石墨棒放在支架上，自然晾乾一晝夜。
4、電極活化將上述已塗好敏感膜的石墨棒放入一個直徑與其長度相近或稍大的燒杯底部，然後向其中注入1.0×10-3mol/L十二烷基苯磺酸鈉標準溶液，浸沒整個石墨棒，進行活化。活化24h後，用蒸餾水清洗數分鐘，然後放在支架上，自然晾乾。
5、內參比電極Ag/AgCl的製備銀絲的處理取適當長度的銀絲，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秒，然後用清水衝洗淨，最後用丙酮乾燥，備用。
內參比電極製備把處理好的銀絲固定上導線，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，利用電化學分析系統中的循環伏安法製備內參比Ag/AgCl電極，於0-1.5V電位，1.0V/s下進行掃描電鍍，使銀絲鍍上一層AgCl。
6、管狀流通式電極的製備將上述1.4.3製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；在封口時留一小孔，用滴管從此小孔中注入0.1mol/L KCl內充液；然後插入Ag/AgCl電極，用帶屏蔽的導線引出；最後，再用溶有PVC的四氫呋喃溶液把小孔封住，把導線固定住。
上述實施例中活性膜塗層的增塑劑選擇磷酸三甲酚酯(TBP)，與專利申請人在先申請200410074076.5「測定表面活性劑的專用傳感器及製備方法」中公開的增塑劑鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)的比較。實驗結果表明，電活性物質為十六烷基三甲基溴化銨時，由TBP製備的電極的響應斜率平均52.0mV/dec，而由DBP製備的電極的響應斜率平均為34.3mV/dec，且由TBP製作的敏感膜的機械強度比由DBP製作的敏感膜更大。
上述描述僅作為本發明水中陰離子表面活性劑的測試裝置的一種可實施的技術方案提出，不作為對其結構或製備方法本身的單一限制條件。
權利要求
1.水中陰離子表面活性劑的測試裝置，其特徵在於測試裝置由測試導管(2)連接兩個漏鬥(1、8)，測試導管之間串聯管狀流通式敏感膜電極(3)構成測試通道，Ag/AgCl內參比電極(3-4)設置於管狀流通式敏感膜電極(3)上，外參比飽和甘汞電極(5)插在一個漏鬥(8)之中，內外參比電極(3-4、5)通過導線(4)與pH酸度計相連。
2.根據權利要求1所述的水中陰離子表面活性劑的測試裝置，其特徵在於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內參比電極(3-4)整體構成，內外套管之間封裝有參比溶液，Ag/AgCl內參比電極(3-4)封裝於內外套管之間的溶液之內；內套管與測試導管(2)連通，試樣經導管從內套管流過。
3.根據權利要求1所述的水中陰離子表面活性劑的測試裝置，其特徵在於所述的管狀流通式敏感膜電極(3)內套管的內壁設置有活性膜塗層(3-3)。
4.根據權利要求3所述的水中陰離子表面活性劑的測試裝置，其特徵在於所述的管狀流通式敏感膜電極(3)內套管的內外壁活性膜塗層(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.根據權利要求1所述的水中陰離子表面活性劑的測試裝置，其特徵在於測試裝置中漏鬥用鐵架臺固定。
6.根據權利要求1-4所述的水中陰離子表面活性劑的測試裝置，其特徵在於所述的管狀流通式敏感膜電極(3)的製備方法是按照如下步驟完成的A、石墨管的預處理取一根內外直徑分別為0.7cm、0.3cm，長度為5.6cm的管狀石墨棒，用砂紙打磨其內外兩壁，然後用四氫呋喃溶液清洗1-3次，直至內外兩表面光滑，將其放置在支架上，自然晾乾；B、聚合物敏感膜溶液的配製稱取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，避免固體結塊，當聚氯乙烯粉溶解完全後，於60℃加熱攪拌30min，直至溶液透明，靜置消除氣泡；C、電極塗膜用滴管吸取步驟B製備的敏感膜溶液，沿管狀石墨棒內壁迅速流下，重複6～7次，然後把塗好膜的管狀石墨棒放在支架上，自然晾乾一晝夜；D、電極活化將上述已塗好敏感膜的石墨棒放入一個直徑與其長度相近或稍大的燒杯底部，然後向其中注入1.0×10-3mol/L十二烷基苯磺酸鈉標準溶液，浸沒整個石墨棒，進行活化24h後，用蒸餾水清洗數分鐘，然後放在支架上，自然晾乾備用；E、管狀流通式電極的製備將步驟A、B、C、D製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，在封口時留一小孔，用滴管從此小孔中注入0.1mol/L KCl內參比溶液，然後插入Ag/AgCl內參比電極，用帶屏蔽的導線引出，再用溶有聚氯乙烯粉的四氫呋喃溶液把小孔封住，把導線固定住。
7.根據權利要求6所述的水中陰離子表面活性劑的測試裝置，其特徵在於所述的管狀流通式敏感膜電極(3)的Ag/AgCl內參比電極的製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，清水衝洗淨，丙酮乾燥，備用；B、內參比電極製備把處理好的銀絲固定上導線，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，利用循環伏安法於0-1.5V電位，1.0V/s下進行掃描電鍍，使銀絲鍍上一層AgCl。
全文摘要
本發明提供一種簡易測定水中陰離子表面活性劑含量的測試裝置，這種測試裝置由測試導管連接兩個漏鬥，測試導管之間串聯管狀流通式敏感膜電極構成測試通道，內參比電極設置於管狀流通式敏感膜電極上，外參比飽和甘汞電極插在一個漏鬥之中，內外參比電極通過導線與pH酸度計相連。本發明以自制石墨測試導管為基體，製備一種對陰離子表面活性劑有響應且帶內參比電極(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精密酸度計聯用，對水樣中陰離子表面活性劑含量進行測定。具有製作過程簡單，與水樣接觸面積大，靈敏度高等優點，測試過程快速、簡單。
文檔編號G01N27/30GK1773273SQ20051001296
公開日2006年5月17日 申請日期2005年11月11日 優先權日2005年11月11日
發明者魏福祥, 郝莉莉, 韓菊 申請人:河北科技大學