一种可逆氢参比电极的制作方法
【专利摘要】一种可逆氢参比电极。包括一个电极壳体，电极壳体上部为一个球体，球体上嵌入一根铂丝或钯丝引线，外部的引线连接外接导线，内部的引线连接活性电极，电极壳体的下部为盛放电解质溶液的管体，管体的下端留有一个凹槽，凹槽内开有一个小孔。氢气为外部导入式(或电解式)，钢瓶中的氢气经插入RHE直筒的细长钢针，缓慢导入RHE的球体。本参比电极一次可连续使用半年，经10分钟重新导入氢气后电极可继续使用。该可逆氢参比电极制作简单、使用方便、电势稳定、保存容易，在氧还原反应、析氧反应、析氢反应、甲醇电氧化、甲酸电氧化等测量中具有广泛的应用价值。
【专利说明】
一种可逆氢参比电极
技术领域
[0001]本实用新型涉及电极技术领域，尤其涉及一种可逆氢参比电极。
【背景技术】
[0002]参比电极的电极电位稳定并具有准确的已知数值，可以作为测量其他电极的电极电位的基准。参比电极由于其可逆性、稳定性、重现性好，温度系数小，适用范围宽而得到广泛应用。
[0003]氢电极最经常被用作为电极电位的基准。氧化还原电位几乎都是以其为基准测定出来的。这主要是因为，其反应:
[0004]2H++2e—= ?
[0005]是最基本的反应，而且具备了上述所列举的作为参比电极应具备的所有条件，尤其是电位重现性甚佳。优质氢电极的电位测量误差不超过10uV。
[0006]可逆氢的巨大优势在于，测量氧还原、氧产生或氢产生这样的电化学反应时，所用的电解质溶液与可逆氢中的溶液直接取自同一瓶溶液，浓度一致，完全避免了液接电位带来的误差。
[0007]采用可逆氢后，总反应中不涉及酸碱的浓度，使得不同酸碱浓度所测的催化剂的性能，可以直接比较。
[0008]常用的饱和甘汞电极(SCE)和银/氯化银电极(Ag/AgCl)不适宜直接和长时间测量许多要求较高的电化学反应，比如许多测量中不希望引入Cl—这一干扰，但SCE在工作时会从陶瓷砂芯中等速率地渗出K+和Cl—进到电解池中。可逆氢没有此问题，内部所填充的电解质溶液与测量时电解池中所用的溶液相同。
[0009]汞/氧化汞电极(Hg/HgO)，汞/硫酸亚汞电极(Hg/Hg2S04)和饱和甘汞电极等常用的参比电极，活性物质偏少，容易受到污染的干扰，常遇到严重漂移的情况，损坏后无法再生。
[0010]甲醇、乙醇、甲酸、氨、肼等小分子，容易引起常用的参比电极如汞/氧化汞电极(Hg/HgO)，萊/硫酸亚汞电极(Hg/Hg2S04)和饱和甘汞电极(SCE)的活性物质中毒。中毒后无法再生和回收再利用。
【实用新型内容】
[0011]本实用新型目的是克服现有技术存在的上述不足，提供一种可逆氢参比电极。
[0012]本实用新型提供的可逆氢参比电极，包括一个电极壳体(电极壳体由优质玻璃管烧制而成)，电极壳体的上部为一个球体2，球体上由外到内嵌入一根铂丝或钯丝引线1(即玻璃材质的球体与铂丝或钯丝烧接和密封在一起并从球体中引出铂丝或钯丝)，球体外部的铂丝或钯丝引线连接外接导线6，球体内部的铂丝或钯丝引线连接活性电极3，电极壳体的下部为盛放电解质溶液4的管体，管体的下端留有一个凹槽，凹槽内开有一个小孔，活性电极3置于管体内的电解质溶液4中。所述的电解质溶液可以是任意浓度的酸性溶液、任意浓度的碱性溶液、含支持电解质的中性溶液。
[0013]所述的可逆氢参比电极还包括一个用于放置可逆氢参比电极的盐桥，该盐桥包括一个玻璃筒，玻璃筒上方为一个倒锥形内磨口，该内磨口与电极壳体下部管体外设置的倒锥形外磨口配合。所述的盐桥可以是单盐桥或双盐桥。
[0014]所述的可逆氢参比电极中的氢气为外部导入式(或直接电解生成氢气)，钢瓶中的氢气直接由细长的钢针经电极壳体下部管体最下端的小孔缓慢导入球体内。
[0015]所述的管体下端凹槽内小孔的直径为0.5?3mm。
[0016]所述的活性电极是镀铂黑的铂丝、铂片或铂网电极、镀钯黑的钯丝、钯片或钯网电极，活性电极置于球体下方管体内的电解质溶液中，活性电极的高度为2?20cm。
[0017]所述的储氢球体的形状为圆球形、椭球形、立方体型或四棱锥型，球体的容积为
0.2?20cm3。
[0018]所述的电极壳体下部的管体的直径为2?20mm，管体的高度为5?40cm;所述管体为直筒形状或弯曲的形状。
[0019]本实用新型的优点和积极效果:
[0020]本发明提供的参比电极中所述的可逆氢，制备、使用和再生简单。
[0021 ]不给体系引用任何新的污染或杂质，有利于测量要求较高，需要排除杂质离子干扰的实验。
[0022]广泛地适用于酸性溶液、碱性溶液和含有电解质的中性溶液。
[0023]加装二级盐桥后，可以避免可逆氢的活性物质中毒，一旦中毒也可很快再生，而且铂丝虽然用量较多，但是永不损耗，可以回收。
[0024]在测量氧还原，氧产生和氢产生反应时，可以完全代替常用的参比电极如汞/氧化汞电极(Hg/HgO)，汞/硫酸亚汞电极(Hg/Hg2S04)和饱和甘汞电极(SCE)。
【附图说明】
[0025]图1是可逆氢参比电极结构示意图。
[0026]图中:1铂丝引线、2球体、3活性电极、4电解质溶液、5小孔、6外接导线、7外磨口、8内磨口、9玻璃筒、10素烧陶瓷。
【具体实施方式】
[0027]为能进一步了解本实用新型的【实用新型内容】、特点及功效，兹列举以下实施例，并配合附图详细说明如下:
[0028]本实用新型提供的可逆氢参比电极，包括一个电极壳体(电极壳体由优质玻璃管烧制而成)，电极壳体的上部为一个球体2，球体上由外到内嵌入一根铂丝或钯丝引线1(即玻璃材质的球体与铂丝或钯丝烧接和密封在一起并从球体中引出铂丝或钯丝)，球体外部的铂丝或钯丝引线连接外接导线6，球体内部的铂丝或钯丝引线连接活性电极3，电极壳体的下部为盛放电解质溶液4的管体，管体的下端留有一个凹槽，凹槽内开有一个小孔5，活性电极3置于管体内的电解质溶液4中。所述的电解质溶液可以是任意浓度的酸性溶液、任意浓度的碱性溶液、含支持电解质的中性溶液。
[0029]所述的可逆氢参比电极还包括一个用于放置氢参比电极的盐桥，该盐桥包括一个玻璃筒9，玻璃筒上方为一个倒锥形内磨口8，该内磨口与电极壳体下部管体外设置的倒锥形外磨口 7配合，玻璃筒9下端为素烧陶瓷10。所述的盐桥可以是单盐桥或双盐桥。
[0030]实施例1:
[0031]取外径6mm的玻璃管作为电极外壳，将上端用火焰加热吹制成外径15mm的球体，球体上严密地焊接一根8cm长，直径0.5mm的铂丝，球体外留5mm长，以备用焊锡连接铜导线。玻璃管下端用火焰烧制出一个小孔和凹槽。为防止腐蚀，在铂丝与铜线连接处的焊锡外包裹一层热塑管。整个球体外可罩一个塑料外套便于手持。
[0032]清洁好玻璃壳体的内外壁，保证没有任何污染物和各种离子。从小孔导入铂镀液充满整个玻璃壳体，用常规方法在铂丝上镀铂黑作为活性电极。可以采用恒电流法，如2?5mA电流，镀上铂黑。回收镀液，清洗玻璃壳体的内壁。
[0033]将饱和了氢气的IM NaOH溶液，经小孔导入玻璃壳体内，保证内部没有气泡。用一根细钢针，把钢瓶中的氢气经小孔缓慢引入玻璃壳体并充满球体，如图1。静置两小时，即可使用此可逆氢电极(RHE)。
[0034]不用时，将RHE放置在盛有200mL，IMNaOH溶液的烧杯中，烧杯口罩一层薄膜以抑制溶剂的挥发，这样可以保存RHE长达半年。
[0035]若将电解质溶液换成0.1M H2SO4,可逆氢的稳定性仍能保持。
【主权项】
1.一种可逆氢参比电极，其特征在于该电极包括一个电极壳体，电极壳体的上部为一个球体(2)，球体上由外到内嵌入一根引线(I)，球体外部的引线连接外接导线(6)，球体内部的引线连接活性电极(3)，电极壳体的下部为盛放电解质溶液(4)的管体，管体的下端留有一个凹槽，凹槽内开有一个小孔，活性电极(3)置于管体内的电解质溶液(4)中。2.根据权利要求1所述的可逆氢参比电极，其特征在于所述的可逆氢参比电极还包括一个用于放置可逆氢参比电极的盐桥，该盐桥包括一个玻璃筒，玻璃筒上方为一个倒锥形内磨口，该内磨口与电极壳体下部管体外设置的倒锥形外磨口配合。3.根据权利要求1或2所述的可逆氢参比电极，其特征在于所述的管体下端凹槽内小孔的直径为0.5?3mm。4.根据权利要求1或2所述的可逆氢参比电极，其特征在于所述的活性电极是镀铂黑的铂丝、铂片或铂网电极，镀钯黑的钯丝、钯片或钯网电极，活性电极置于球体下方管体内的电解质溶液中，活性电极的高度为2?20cm。5.根据权利要求1或2所述的可逆氢参比电极，其特征在于所述的球体的形状为圆球形、椭球形、立方体型或四棱锥型，球体的容积为0.2?20cm3。6.根据权利要求1或2所述的可逆氢参比电极，其特征在于所述的电极壳体下部的管体的直径为2?20mm，管体的高度为5?40cm;所述管体为直筒形状或弯曲的形状。
【文档编号】G01N27/30GK205679564SQ201620428793
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年5月12日 公开号201620428793.1, CN 201620428793, CN 205679564 U, CN 205679564U, CN-U-205679564, CN201620428793, CN201620428793.1, CN205679564 U, CN205679564U
【发明人】卢发, 汪强, 周志有, 卢帮安, 孙世刚
【申请人】汪强, 周志有, 卢发