Твердоконтактный электрод, селективный к ионам кадмия

• Автор: Липатова, Елена Константиновна
• Шифр специальности: 02.00.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 191 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

1 ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Потенциометрические сенсоры с электрохимическими мембранами

1.2. Ионообменники. Ионный транспорт в мембранах

1.3. Мембранные потенциалы

1.4. Электроды на основе твердых мембран с фиксированными ионами

1.5. Характеристики ионоселективных электродов

1.6. Применение ионоселективных электродов для мониторинга

жидких сред
1.7. Конструкции ионоселективных электродов
2. ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1, Методика эксперимента
2.1.1. Объекты исследования
2.1.2. Приготовление модельных растворов С1Б
2.1.3. Определение устойчивости основы из хромоникелевой стали
2.1.4. Методика изготовления ионоселективных электродов
2.1.5. Методика проведения температурных испытаний
2.1.6. Измерение плотности и вязкости водных растворов Сс
2.1.7. Методика измерения рНь приэлектродного слоя
2.1.8. Оптическая микроскопия
2.1.9. Вторичная ионная масс спектроскопия
2.2. Электрохимические методы исследования и обоснование их
2.2.1. Потенциометрический метод
2.2.2. Потенциодинамический метод
2.2.4. Метод переменного тока
3. ГЛАВА 3. ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И
СЕЛЕКТИВНОСТЬ СЭ
3.1. Влияние концентрации и температуры
3.2. Влияние режимов активации
3.3. Термодинамика СЭ
3.4. Импедансметрия твердотельного кадмийселективного электрода
4. ГЛАВА 4. ФИЗИКОХИМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СЭ
4.1. Исследование микроструктуры
4.2. Результаты вторичной ионной масссиектрометрии
5. ГЛАВА 5. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО 7 ИЗГОТОВЛЕНИЮ И ЭКСПЛУАТАЦИИ КАДМИЙСЕЛЕКТИВНЫХ ЭЛЕКТРОДОВ
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Эти мембраны проявляют сходные но не лучшие электродные свойства, что и мембраны других типов . Полупроницаемые мембраны обычно имеют гетерогенную структуру они образованы зернами полимера, причем фиксированные ионы встроены в незаряженную полимерную пленку. Как правило, они проницаемы для ионов определенного сорта, то есть обладают ионной избирательностью. ИОНООБМЕННИКИ. Материалы, способные обменивать один тип ионов на другой, называются ионообменниками. Использование ионообменников для изготовления избирательных мембран представляет собой лишь одну из бесчисленных областей их практического применения . Их подразделяют на две группы в зависимости от того, фиксированы ли ионогенные группы фиксированные ионы в кристаллических веществах, стклах и синтетических полимерах или они сохраняют подвижность жидкие ионообменники. Ионообменники на основе синтетических полимеров применяются в электродиализе и электрохимических источниках тока. В основном это полиэлектролиты, которые обладают способностью в различной степени связывать растворенные катионы или анионы раствора. Если после ионизации функциональной группы например, сульфогруппы образуется анион, то говорят о катионообменнике катионите. В противном случае например, если имеются диметиламиногруппы речь идет об анионообменнике анионите. В случае, когда все функциональные группы связаны с ионами одного типа например, с ионами водорода или хлора, то говорят, что ионообменник находиться в определенной форме в Н или СГ форме. Если ионообменник в определенной форме внести в раствор, который содержит ионы, обладающие большим сродством к ионообменнику, чем первоначально связанные с ним ионы, то будет протекать реакция ионного обмена. После удаления твердой фазы будет получен раствор, отличающийся по составу от первоначального . Важной характеристикой ионообменника является коэффициент избирательности К а также константа Кт, величина которого варьируется в широких пределах. Кт коэффициент избирательности Ка константа М, Ы пара катионов. Непостоянство коэффициента избирательности частично связано с влиянием коэффициентов активности и зависит от присутствия в растворе других ионов, от емкости ионообменника и степени его сшивания. Чем выше коэффициент избирательности, тем больше Кт зависит от концентрации зарядов в мембране. Тенденция к связыванию иона тем выше, чем сильнее ионообменник насыщен ионами другого типа. Это характерно для ионообменников с большим количеством поперечных связей, для ионов водорода и серебра . Миграционные эффекты, при образовании прочных ионных пар, могут приводить к очень резкому ускорению ионного транспорта . Одним из перспективных путей интенсификации массопереноса через мембраны является создание микрорельефа поверхности путем горячего прессования ионообменных мембран. Так авторы предлагают при сборке мембранного пакета обеспечивать взаимно перпендикулярное направление полос на катионообменных и анионообменных мембранах в камерах обессоливания. Такое техническое решение позволило максимально упростить сборку мембранного пакета и увеличить скорость массопереноса за счет развития поверхности мембраны. Для потенциометрических датчиков, представляющих нередко целые системы из последовательно и параллельно включенных проводящих фаз проводников первого и второго рода, из которых, как правило, только конечная представляет собой металл, понятие электрохимической и электродной реакции принципиально различны. Так как концентрационная зависимость потенциала электрода целиком определяется процессами, протекающими на границе электродраствор, то для теории потенциометрических датчиков основной интерес представляют закономерности протекающих в них ионообменных или окислительновосстановительных электрохимических реакций . Электроды делят на моноэлсктроды одна электрохимическая реакция на поверхности и полиэлектроды несколько независимых реакций переноса заряда. В соответствии с типом электрохимической реакции моноэлектроды могут быть ионо и электронообменными. Бывают полиэлектроды смешанного типа.