本文關(guān)鍵詞：壓粉法制備金屬氧化物pH微電極

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【摘要】：隨著海洋工程的發(fā)展,大量的金屬材料被用于海洋工程。海洋環(huán)境具有高鹽、高Cl-含量等特點,在其中的金屬材料極易發(fā)生腐蝕。金屬材料發(fā)生腐蝕尤其是局部腐蝕時,其韌性、機(jī)械強(qiáng)度會發(fā)生改變,引發(fā)安全生產(chǎn)事故,造成人員財產(chǎn)損失。金屬材料發(fā)生局部腐蝕時其表面微區(qū)的H+分布會發(fā)生變化,因此通過監(jiān)測金屬表面微區(qū)H+的分布可以實現(xiàn)對金屬材料局部腐蝕的監(jiān)測。pH電極是監(jiān)測pH值最簡便的方法。在海洋環(huán)境中監(jiān)測金屬表面微區(qū)pH的變化,電極需滿足耐磨、易微型化等要求。最常用的玻璃電極因機(jī)械強(qiáng)度低、難于微型化等缺點不能適用于此環(huán)境pH值的測量。金屬氧化物pH電極作為-種全固態(tài)電極并且性能優(yōu)良,能夠適用金屬表面微區(qū)環(huán)境pH值的測量。壓粉法曾被用于制備銀/氯化銀電極,具有效率高、操作簡便、可控性強(qiáng)等優(yōu)點。本文利用壓粉法制備氧化鎢pH電極和Sb/Sb2O3固體pH電極,并對其性能進(jìn)行評價。本文的主要研究工作和結(jié)果如下：本文利用壓粉法成功制備了氧化鎢pH電極和Sb/Sb2O3固體pH電極,通過電位法、極化曲線法、循環(huán)伏安法、斷電流法對電極性能進(jìn)行了評價并將制備的電極用于測試模擬溶液的pH值。氧化鎢pH電極的最佳制備條件是控制壓力6 MPa和保壓時間5 min,該電極的響應(yīng)時間約為100 s,適應(yīng)的pH范圍是1.0-7.0,具有良好的抗離子干擾能力和可逆性,與玻璃電極的誤差接近0.1 pH。Sb/Sb2O3固體pH電極的制備條件是控制壓力8 MPa和保壓時間5 min,各項性能最佳的電極組分是Sb:Sb2O3:Graphite=2:2:1。該電極響應(yīng)時間約為200s,適應(yīng)的pH范圍是1.0-5.0,具有良好的抗離子干擾能力和可逆性,與玻璃電極的誤差接近0.05pH。以上兩種氧化物pH電極均可利用壓粉法制備。通過響應(yīng)機(jī)理研究,兩電極均受粘結(jié)劑石墨的影響,其響應(yīng)斜率均小于理論斜率。氧化鎢pH電極由于水化層的存在,其響應(yīng)機(jī)理較為復(fù)雜。氧化鎢pH電極的使用pH范圍較Sb/Sb2O3固體pH電極寬,但從可逆性和抗離子干擾能力考察,Sb/Sb2O3固體pH電極的性能優(yōu)良,且其測量誤差較小。Sb/Sb2O3固體pH電極更適于溶液pH值的測量。
【關(guān)鍵詞】：氧化鎢 Sb/Sb_2O_3 壓粉法 pH電極
【學(xué)位授予單位】：中國海洋大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：P755.3
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 0 前言11-12
• 1 文獻(xiàn)綜述12-26
• 1.1 金屬腐蝕的危害及金屬腐蝕的監(jiān)/檢測技術(shù)12-16
• 1.1.1 金屬腐蝕概述12
• 1.1.2 金屬腐蝕的危害12-13
• 1.1.3 金屬腐蝕的監(jiān)/檢測技術(shù)13-16
• 1.2 pH電極概述16-19
• 1.2.1 傳統(tǒng)pH電極16-17
• 1.2.2 pH傳感器17-19
• 1.3 金屬/金屬氧化物pH電極概況19-22
• 1.3.1 主族元素金屬/金屬氧化物電極19-20
• 1.3.2 副族元素金屬/金屬氧化物電極20-21
• 1.3.3 八族元素金屬/金屬氧化物電極21-22
• 1.4 金屬/金屬氧化物pH電極響應(yīng)機(jī)理22-24
• 1.5 金屬/金屬氧化物pH電極的制備方法24-25
• 1.6 本文研究意義和研究內(nèi)容25-26
• 2 壓粉法制備氧化鎢pH電極及性能研究26-48
• 2.1 實驗材料、試劑和儀器26-27
• 2.2 實驗方法27-30
• 2.2.1 氧化鎢pH電極的制備27-28
• 2.2.2 氧化鎢pH電極性能測試28-29
• 2.2.3 氧化鎢pH電極的響應(yīng)機(jī)理研究及其應(yīng)用29-30
• 2.3 結(jié)果與討論30-47
• 2.3.1 氧化鎢pH電極的制備30-34
• 2.3.2 氧化鎢pH電極性能測試34-42
• 2.3.3 氧化鎢pH電極響應(yīng)機(jī)理及應(yīng)用42-47
• 2.4 結(jié)論47-48
• 3 壓粉法制備Sb/Sb_2O_3固體pH電極及性能研究48-68
• 3.1 實驗材料、試劑和儀器48
• 3.2 實驗方法48-51
• 3.2.1 Sb/Sb_2O_3固體pH電極的制備48-49
• 3.2.2 Sb/Sb_2O_3固體pH電極的性能測試49
• 3.2.3 Sb/Sb_2O_3固體pH電極響應(yīng)機(jī)理研究及應(yīng)用49-51
• 3.3 結(jié)果與討論51-66
• 3.3.1 Sb/Sb_2O_3固體pH電極的制備51-53
• 3.3.2 Sb/Sb_2O_3固體pH電極性能測試53-61
• 3.3.3 Sb/Sb_2O_3固體pH電極響應(yīng)機(jī)理及應(yīng)用61-66
• 3.4 結(jié)論66-68
• 4 總結(jié)與展望68-70
• 4.1 論文工作總結(jié)68-69
• 4.1.1 氧化鎢pH電極的研制及性能評價68
• 4.1.2 Sb/Sb_2O_3固體pH電極的研制和性能評價68-69
• 4.2 研究展望69-70
• 參考文獻(xiàn)70-76
• 致謝76-77
• 個人簡歷77
• 發(fā)表的學(xué)術(shù)論文77

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本文編號：622912