專利名稱：一種亞硝酸根離子選擇性微電極的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種微電極，特別是一種亞硝酸根離子選擇性微電極。
背景技術(shù)：
嚴(yán)重的環(huán)境污染使得污水處理日益受到重視，脫氮作為污水處理的一個(gè) 重要環(huán)節(jié)，它的機(jī)理探討和工藝優(yōu)化都離不開亞硝酸根離子的測(cè)定。長(zhǎng)久以 來，由于缺乏合適的工具，人們對(duì)亞硝酸根離子的測(cè)定都停留在宏觀基礎(chǔ)上， 對(duì)微觀區(qū)域內(nèi)亞硝酸根離子的變化的研究缺乏相應(yīng)的測(cè)試手段。
發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷或不足，本實(shí)用新型的目的在于，提供一 種亞硝酸根離子選擇性微電極及其制作方法，本實(shí)用新型制作的亞硝酸根離 子選擇性微電極適用于測(cè)定活性污泥或生物膜內(nèi)部微觀區(qū)域內(nèi)亞硝酸根離 子的濃度。
為了實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，本實(shí)用新型采取如下的技術(shù)解決方案 一種亞硝酸根離子選擇性微電極，包括一個(gè)錐形玻璃套管，其特征在于， 在錐形玻璃套管的腔內(nèi)填充有膜后電解液，錐形玻璃套管的尖端部注有亞硝 酸根離子選擇性液膜，錐形玻璃套管內(nèi)安裝有Ag/AgCl絲，在錐形玻璃套 管的口部用環(huán)氧樹脂固定Ag/AgCl絲和密封錐形玻璃套管。 本實(shí)用新型的其他一些特點(diǎn)是
所述的錐形玻璃套管為單層管。
所述的錐形玻璃套管的尖端部的長(zhǎng)度為1 10拜。 所述的膜后電解液由10mmol/L的NaNO2、300mmol/L的KC1、 10mmol/L 的Na3P(V12H20組成，pH調(diào)到7。所述的亞硝酸根離子選擇性液膜由重量比7%的nitrite ionophore和1% 的四苯硼酸鈉溶于2-硝基苯基辛基醚中而成。
本實(shí)用新型的亞硝酸根離子選擇性微電極，為測(cè)定微觀區(qū)域的亞硝酸根 離子提供了一個(gè)有效的工具，該亞硝酸根離子選擇性微電極體積小、尖端極 細(xì)，能夠?qū)崿F(xiàn)在線、原位、非破壞性的測(cè)定，可以用于研究水體中各種污泥、 沉淀物內(nèi)部微觀區(qū)域中亞硝酸根離子濃度，以及污水生物處理過程中，活性 污泥或生物膜內(nèi)部微元區(qū)域中亞硝酸根離子的濃度變化情況，從而進(jìn)一步探 討生物脫氮機(jī)理，優(yōu)化處理工藝。
圖1為亞硝酸根離子選擇性分離式微電極的結(jié)構(gòu)示意圖，其中的標(biāo)號(hào)分
別為1、錐形玻璃套管；2、膜后電解液；3、 Ag/AgCl絲；4、環(huán)氧樹脂； 5、亞硝酸根離子選擇性液膜；
圖2為亞硝酸根離子選擇性微電極的測(cè)定線性響應(yīng)范圍圖。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
具體實(shí)施方式
參見圖l，本實(shí)用新型的亞硝酸根離子選擇性微電極，包括一個(gè)錐形外 部套管l，在錐形玻璃套管l的腔內(nèi)內(nèi)填充有膜后電解液2，錐形玻璃套管 1的尖端部注有亞硝酸根離子選擇性液膜5，錐形玻璃套管1內(nèi)安裝有 Ag/AgCl絲3，在錐形玻璃套管1的口部用環(huán)氧樹脂4固定Ag/AgCl絲3和 密封錐形玻璃套管l。
錐形玻璃套管1為單層管，且制成尖端狀其尖端長(zhǎng)度為1 1(Him。
膜后電解液210mmol/L的NaN02、 300mmol/L的KC1、 1Ommol/L的 Na3P04*12H20組成，pH調(diào)到7。
該亞硝酸根離子選擇性微電極，其尖端為1 10pm，線性響應(yīng)范圍為 10_1 1(T5M，斜率為55.4mV/-log[N02_]，檢測(cè)下限為lxl(T5M。電極響應(yīng)時(shí)間短， 一般小于5s，體積小、制作簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉。
上述亞硝酸根離子選擇性微電極按下列步驟制備
(1) 拉制錐形玻璃套管1:將玻璃管固定在加熱線圈的中間位置，加熱 使其自由落下，再將玻璃管的尖端朝上，固定在夾子上，再次加熱使其尖端 直徑在所要求的范圍內(nèi)。
(2) 硅烷化在通風(fēng)櫥中將拉制好的錐形玻璃套管1的尖端浸入硅烷
劑中30min，然后放在玻璃容器中并置于箱式電阻爐中烘烤lh，使得殘留在
錐形玻璃套管1上的硅垸劑揮發(fā)完全。
(3) 注入膜后電解液2:將膜后電解液2經(jīng)0.45pm微孔濾膜過濾后用 lmL注射器將其分別注入經(jīng)硅垸化的錐形玻璃套管1內(nèi)，并在錐形玻璃套 管l的后端加壓，使膜后電解液2充滿錐形玻璃套管1 (直至尖端部)以排 出其中的氣體。
(4) 吸入亞硝酸根離子選擇性液膜(LIX):在雙目顯微鏡下，用注射 器將亞硝酸根離子選擇性液膜5吸入錐形玻璃套管的尖端，吸入的長(zhǎng)度約為 200 300拜。
(5) 將Ag/AgCl絲3插入膜后電解液2中直至接近錐形玻璃套管1的 尖端部，然后用環(huán)氧樹脂4在錐形玻璃套管1的管口固定Ag/AgCl絲3和 密封錐形玻璃套管l，并使Ag/AgCl絲3—端露出錐形玻璃套管l，作為指 示電極。
Ag/AgCl絲3的制備步驟如下
1. 取一根適當(dāng)長(zhǎng)的銀絲，用砂紙打磨以除去其表面的氧化層；
2. 取一根貴金屬絲或碳棒接到電源的陰極上，將打磨過的銀絲接到電 源的陽(yáng)極上，在1.5V的直流電壓下，在飽和氯化鉀溶液中電鍍2s即可制成 Ag/AgCl絲。
上述膜后電解液由1Ommol/L的NaN02、 300mmol/L的KC1、 10mmol/L的Na3P(V12H20組成(pH調(diào)到7)。
亞硝酸根離子選擇性液膜由7Q/。(w/w)的nitrite ionophore和P/。(w/w)的 四苯硼酸鈉(sodium tetraphenylborate)溶于2-硝基苯基辛基醚(2-nitrophenyl octyl ether)而成。
標(biāo)準(zhǔn)曲線法是亞硝酸根離子選擇性電極最常用的一種分析方法。本實(shí)用 新型制備的亞硝酸根離子選擇性微電極采用標(biāo)準(zhǔn)曲線法，用亞硝酸鈉分析純 配制一系列濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液，分別測(cè)定其電位值，用以評(píng)價(jià)電極性能。結(jié)果 表明，該電極的線性響應(yīng)范圍為10" 1(T5M，回歸系數(shù)達(dá)到0.9995，斜率為 55.4mVAlog[NCV]，檢測(cè)下限為lxl(T5M，如圖2所示。電極響應(yīng)時(shí)間短，一 般小于5s。
權(quán)利要求1.一種亞硝酸根離子選擇性微電極，包括一個(gè)錐形玻璃套管(1)，其特征在于，在錐形玻璃套管(1)的腔內(nèi)內(nèi)填充有膜后電解液(2)，錐形玻璃套管(1)的尖端部注有亞硝酸根離子選擇性液膜(5)，錐形玻璃套管(1)內(nèi)安裝有Ag/AgCl絲(3)，在錐形玻璃套管(1)的口部用環(huán)氧樹脂(4)固定Ag/AgCl絲(3)和密封錐形玻璃套管(1)。
2. 如權(quán)利要求1所述的亞硝酸根離子選擇性微電極，其特征在于，所 述的錐形玻璃套管(1)為單層管。
3. 如權(quán)利要求2所述的亞硝酸根離子選擇性微電極，其特征在于，所 述的錐形玻璃套管(1)的尖端部的長(zhǎng)度為1 10pm。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種亞硝酸根離子選擇性微電極，包括一個(gè)錐形玻璃套管，在錐形玻璃套管的腔內(nèi)內(nèi)填充有膜后電解液，錐形玻璃套管的尖端部注有亞硝酸根離子選擇性液膜，錐形玻璃套管內(nèi)安裝有Ag/AgCl絲，在錐形玻璃套管的口部用環(huán)氧樹脂固定Ag/AgCl絲和密封錐形玻璃套管。該亞硝酸根離子選擇性微電極的尖端為1～10μm，線性響應(yīng)范圍為10<sup>-1</sup>～10<sup>-5</sup>M，斜率為55.4mV/-log[NO<sub>2</sub>-]，檢測(cè)下限為1×10<sup>-5</sup>M。電極響應(yīng)時(shí)間短，一般小于5s，體積小、制作簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉。
文檔編號(hào)G01N27/333GK201373862SQ20082022843
公開日2009年12月30日 申請(qǐng)日期2008年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月25日
發(fā)明者佐藤久, 孟千秋, 星 崔, 張立卿, 李志霞, 楊永哲, 磊 王, 韜 王, 王旭東, 白曉榮, 福士憲一, 維 許 申請(qǐng)人:西安建筑科技大學(xué)