聚合物膜式溶解傳感器極譜儀的測量原理

聚膜式溶解臭氧監(jiān)測儀的極譜原理廣泛應(yīng)用于電化學(xué)分析，并有許多使用記錄。

臭氧在水中以臭氧離子(O3)的形式存在，通過聚合物膜進(jìn)入工作電極，與工作電極表面的離子發(fā)生反應(yīng)，從而在對(duì)電極表面發(fā)生等效的氧化反應(yīng)，從而在兩個(gè)電極之間產(chǎn)生與臭氧濃度成正比的電流。

聚合物膜式溶解傳感器極譜儀的測量原理如圖1所示。

當(dāng)傳感器浸入臭氧化的樣品水中時(shí)，臭氧與溶解臭氧上的顆粒壓力成正比通過膜，當(dāng)臭氧在工作電極與電解質(zhì)薄層之間的電解質(zhì)薄層(見圖1)中熔化時(shí)，在工作電極表面發(fā)生電解恢復(fù)反應(yīng)，如下圖所示。

然后在對(duì)電極處發(fā)生2M -→2M+ + 2e-的電解氧化反應(yīng)。該反應(yīng)產(chǎn)生的電子電流，即電流的量(i)如圖2所示，由施加在兩電極之間的電壓值V作出的電壓-電流特性曲線。

這條曲線稱為極譜波，存在一個(gè)即使電壓值V增加，電流也不會(huì)改變的電流范圍。這種現(xiàn)象稱為平臺(tái)特性，它會(huì)使電流的極限范圍增大。

從這個(gè)極限電流(i)的量來確定一種物質(zhì)，并從施加電壓的水平進(jìn)行定量分析的方法稱為極譜法，極限電流由下式表示。

在那里;

N =反應(yīng)物質(zhì)的帶電粒子

F=法拉第常數(shù)

D=反應(yīng)物質(zhì)的擴(kuò)散系數(shù)

A=工作電極面積

C=反應(yīng)物質(zhì)的濃度

δ=擴(kuò)散層厚度

在上式中，由于電極結(jié)構(gòu)和環(huán)境條件決定，除了反應(yīng)物質(zhì)的濃度，右邊的值可以處理為恒定值，因此可以表示為:

C= Ki

在那里;

比例常數(shù)

也就是說，通過測量電流值i可以得到物質(zhì)的濃度。

使用該監(jiān)測儀的帶有聚合物膜傳感器的極譜儀通過施加最合適的施加電壓來測量臭氧濃度。

此外，該傳感器具有三個(gè)電極，使其傳感器可以避免和節(jié)省電解液反應(yīng)中產(chǎn)生的副產(chǎn)物，該產(chǎn)物可能導(dǎo)致傳感器特性的惡化，使其長期使用處于穩(wěn)態(tài)狀態(tài)，并且具有良好的線性度。