专利名称：一种全固态Zn离子选择电极及其制备方法
技术领域：
本发明属于分析领域所用的一种电极，尤其涉及一种全固态Zn离子选择电极及其该电极的制备方法。
背景技术：
众所周知，重金属离子(如Zn2+、Pb2+、Cd2+、Cu2+、Cr6+、Mn5+、As3+、Fe3+、Hg2+)超标后能够对人体产生危害甚至致命的影响，因此重金属的定量检测在药物、食品、临床和环境监测等方面有着非常重要的意义。目前的检测方法主要有原子吸收分光光度法和质谱法等，但是采用这些方法的设备庞大，并且昂贵，需要复杂的预处理，测量周期长以及需要熟练的操作人员，这给实际应用中带来许多不方便。这种问题已经引起本领域的领导和广大技术的普遍关注，并成为研制和开发的重要课题。
发明内容
本发明的目的在于解决上述存在的问题，提供一种体积小，携带方便，测量准确，用于检测锌离子的全固态Zn离子选择电极及其该电极的制备方法。
本发明的目的是采用如下的技术方案来实现的一种全固态Zn离子选择电极，其特征在于它是由树脂管、封装在树脂管下管口中的Zn离子小柱形敏感材料，为树脂管的封底、铜导线和树脂管上管口中的树脂封盖组成；铜导线从树脂封盖上引出，所述的Zn离子小柱形敏感材料是选用光谱纯化合物ZnS、Ag2S、As2S3和AgI，其摩尔比为35∶15∶25∶5到45；25∶35∶15，经加工而成该选择电极的制备方法用光谱纯化合物ZnS、Ag2S、As2S3和AgI，按上述摩尔比配料，经充分混合研磨后，压制成小长方体，放到石英瓶中，在干燥的氮气条件下，加热到600℃，保持3个小时；然后自然退火，再重新把小长方体研磨碎，制成高/宽比为0.25～4的小柱体；将该小柱体放在真空石英瓶中，加热到600℃，保持3个小时，自然退火；取出小柱体，将其抛光，制得Zn离子小柱形敏感材料；再将该小柱体及其上用银浆焊接固定并引出的铜导线，封装在树脂管(1)下管口中，其小柱体(2)为封底，上管口设有树脂封盖，铜导线从树脂封盖上引出，制得全固态Zn离子选择电极。
一种全固态Zn离子选择电极的制备方法，其特征在于它是由如下两步过程组成①Zn离子敏感材料及全固态Zn离子小柱形敏感材料的制备选用光谱纯化合物ZnS、Ag2S、As2S3和AgI，按35∶15∶25∶5到45；25∶35∶15摩尔比进行配料，经充分混合研磨后，在14Mpa压力下，制成小长方体，放到石英瓶中，在干燥的氮气条件下，加热到600℃，保持3个小时；然后自然退火，再重新把小长方体研磨碎，制成高/宽比为0.25～4的小柱体；然后将其放在真空石英瓶中，加热到600℃，保持3个小时，自然退火；取出小柱体，将其抛光，制得Zn离子小柱形敏感材料；②全固态Zn离子选择电极的封装用导电银浆在上述的小柱体的一侧焊接后引出一铜导线，将步骤①制得的全固态Zn离子小柱形敏感材料及其上的铜导线封装在一个树脂管中，所述的小柱体为封底，树脂管上管口设有树脂封盖，铜导线从树脂封盖上引出，制得全固态Zn离子选择电极。
本发明具有的优点是可以检测Zn离子，电极耐腐蚀性强，寿命可达1年以上，所需试样少，测量快速，使用便捷，测量准确，干扰离子少。该全固态电极可在江河湖海、生物医学领域如血液、体液等、工业废水、中药、蔬菜、水果、茶叶等领域中对Zn离子进行定性和定量检测。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1是本发明的全固态Zn离子选择电极的结构图；图2是全固态Zn离子选择电极的标准曲线；其中1-树脂管 2-Zn离子小柱形敏感材料3-铜导线具体实施方式
现结合附图和具体实施方式
对本发明进一步描述如下实施例1如图1所示，全固态Zn离子选择电极是由环氧(或聚乙烯)树脂管1、全固态Zn离子小柱形敏感材料2为封底，用导电银浆在上述的小柱体的一侧焊接后引出铜导线3和环氧(或聚乙烯)树脂封盖组成。所述的Zn离子小柱形敏感材料2是由光谱纯化合物ZnS、Ag2S、As2S3和AgI，按摩尔比为40∶20∶30∶10加工成。
全固态Zn离子选择电极的制备；①Zn离子小柱形敏感材料的制备选用光谱纯化合物ZnS、Ag2S、As2S3和AgI，摩尔比40∶20∶30∶10，充分混合研磨后，在14Mpa压力下，制成小长方体，放到石英瓶中，在干燥的氮气条件下，加热到600℃，保持3个小时；然后自然退火，再重新把小长方体研磨碎，制成直径为1cm，厚度为1cm的小柱体(圆柱或方柱形)；放在真空石英瓶中，加热到600℃，保持3个小时；自然退火，取出小圆柱体，将其抛光，即制得Zn离子小柱形敏感材料2；②全固态Zn离子选择电极的封装采用导电银浆在小圆柱体的上表面焊接并引出一铜导线3，并将铜导线3和全固态Zn离子小柱形敏感材料2，封装在一个环氧(聚乙烯)树脂管1下管口中，小柱形敏感材料为树脂管的封底，铜导线3从树脂管的上管口的树脂封盖上引出，即制得全固态Zn离子选择电极。
实施例2～3实施例2～3除选用光谱纯化合物ZnS、Ag2S、As2S3和AgI的摩尔用量与实施例1不同外，其它过程、操作步骤和工艺条件均与实施例1相同。实施例1～3选用的光谱纯化合物ZnS、Ag2S、As2S3和AgI及其用量、小柱体高和宽列入下表1中。
1.例1～3选用的光谱纯化合物ZnS、Ag2S、As2S3、AgI用量和小柱体高/宽
全固态Zn离子选择电极电极的选择性原理全固态Zn离子选择电极中Zn离子小柱形敏感体材料中的Zn离子和被测量溶液中的Zn离子产生离子交换反应。
全固态Zn离子选择电极的特性全固态Zn离子选择电极对Zn离子选择性的标准曲线如图2所示。检测下限分别为3×10-7mol/L。电极的响应时间小于3min，浓度高时相对略快些。并且当测量高浓度Zn离子溶液后，再测量低浓度时，没有发现明显的浓度迟滞效应现象。
本发明的全固态Zn离子选择电极的应用将本发明的全固态Zn离子选择电极、从市场上购置的饱和KCl甘汞电极，分别用导线与万能表相连接，将上述二电极置于欲检测其Zn离子浓度的试样溶液中，接通电源后，万能表上显示的电位E(mV)值，于上述的图2所示的全固态Zn离子选择电极，对Zn离子选择性的标准曲线图纵座标上确定该电位E(mV)值，其横座标对应的1g[Zn]值，就是欲测溶液中所含有的Zn离子浓度的对数值，从对数表可查出实际检测溶液中Zn离子浓度值。从上述我们不难看出本发明全固态Zn离子选择电极具有携带方便，对欲检测的试样中Zn离子浓度，可以迅速、准确的定量测出，使用方便，快速为科学决策者提供可靠的数据依据。
权利要求
1.一种全固态Zn离子选择电极，其特征在于它是由树脂管(1)、封装在树脂管(1)下管口的Zn离子小柱形敏感材料(2)为封底、铜导线(3)和树脂管(1)上管口树脂封盖组成；铜导线(3)从树脂封盖上引出；所述的Zn离子敏感材料是选用光谱纯化合物ZnS、Ag2S、As2S3和AgI，以35∶15∶25∶5到45∶25∶35∶15摩尔比配料加工成；其制备方法选用光谱纯化合物ZnS、Ag2S、As2S3和AgI，按上述的摩尔比配料经充分混合研磨后，压制成小长方体，放到石英瓶中，在干燥氮气条件下，加热到600℃，保持3个小时；然后自然退火，再重新把小长方体研磨碎，制成高/宽比为0.25～4的圆柱或方柱形小柱体，将其放在真空石英瓶中，加热到600℃，保持3个小时，自然退火；取出小柱体，将其抛光，制得Zn离子小柱形敏感材料(2)；再将该小柱体(2)及其上用银浆焊接固定并引出的铜导线(3)，封装在圆柱形或方柱形树脂管(1)下管口中，其小柱体(2)为封底，上管口设有树脂封盖，铜导线3从树脂封盖上引出，制得全固态Zn离子选择电极。
2.如权利要求1所述的一种全固态Zn离子选择电极的制备方法，其特征在于它是由如下两步过程组成①Zn离子敏感材料及其Zn离子小柱形敏感材料的制备选用光谱纯化合物ZnS、Ag2S、As2S3和AgI，其摩尔比为35∶15∶25∶5到45∶25∶35∶15，经充分混合研磨后，在14Mpa压力下，制成小长方体，放到石英瓶中，在干燥的氮气条件下，加热到600℃，保持3个小时；然后自然退火，再重新把小长方体研磨碎，制成高/宽比为0.25～4的圆柱形或方柱形小柱体；然后将其放在真空石英瓶中，加热到600℃，保持3个小时；自然退火，取出小柱体，将其抛光，制得Zn离子小柱形选择敏感材料(2)；②全固态Zn离子选择电极的封装用导电银浆在上述的小柱体上表面焊接并引出一铜导线(3)，将步骤①制得的全固态Zn离子小柱形敏感材料(2)及其上的铜导线封装在一个树脂管(1)下管口中，所述的小柱体为封底，树脂管上管口设有树脂封盖，铜导线从树脂封盖中引出，制得全固态Zn离子选择电极。
全文摘要
一种全固态Zn
文档编号G01N27/00GK1975398SQ20061001727
公开日2007年6月6日 申请日期2006年10月24日 优先权日2006年10月24日
发明者门洪, 王建国 申请人:东北电力大学