Dsa電極、制作方法及基于dsa電極的氨氮檢測裝置、方法【專利摘要】本發(fā)明公開了一種DSA電極、制作方法及基于DSA電極的氨氮檢測裝置、方法，其中，DSA電極包括電極基體，所述電極基體為鈦板，所述電極基體的外表面上依次布設(shè)電極中間層和電極活性層，所述電極中間層的材質(zhì)為SnO2-Sb2Ox，所述電極活性層的材質(zhì)為TiO2-RuO2-IrO2–F。本發(fā)明，利用DSA陽極的催化作用，使溶液中的氨氮氧化成氮?dú)?，由于氧化電流的變化量與溶液中氨氮濃度成正比，所以利用測量電流的變化實(shí)現(xiàn)對溶液氨氮的檢測，具有靈敏度高、成本低、重復(fù)性好、便于小型化、商業(yè)化和在線檢測的優(yōu)點(diǎn)?！緦＠f明】DSA電極、制作方法及基于DSA電極的氨氮檢測裝置、方法【
技術(shù)領(lǐng)域：
】[0001]本發(fā)明涉及氨氮檢測領(lǐng)域，具體涉及DSA電極、制作方法及基于DSA電極的氨氮檢測裝置、方法。【
背景技術(shù)：
】[0002]從1964年Beer首次在意大利提出鈦基RuO2電極，并將其應(yīng)用在氯堿工業(yè)以后，金屬氧化物陽極材料的研究就引起了電化學(xué)工作者的關(guān)注。鈦基涂層電極是金屬氧化物電極的一種主要形式，向鈦金屬基體表面涂敷催化涂層已成為了一個(gè)龐大的工業(yè)體系，一般將這一電極體系稱為DSA(DimensionallyStableAnode,形穩(wěn)性陽極)。DSA發(fā)展到現(xiàn)在已歷時(shí)40多年。最早被用于氯堿生產(chǎn)中，經(jīng)過各國學(xué)者不斷的開拓探索，現(xiàn)己廣泛用于污水處理、陰極保護(hù)、有機(jī)合成、冶金等領(lǐng)域。[0003]電化學(xué)水處理過程面臨的主要競爭副反應(yīng)是陽極氧氣的析出，因此，催化電極的一個(gè)必要條件就是要有較高的析氧超電位。而DSA電極則很容易通過改進(jìn)材料及結(jié)構(gòu)(如改變涂層結(jié)構(gòu)、摻雜情況等)做到這一點(diǎn)，因而成為目前電催化領(lǐng)域最受關(guān)注的一類電極?；贒SA的鈦、錫、銻、釕、銥氧化物陽極常常被用于電催化氧化處理廢水的研究，同時(shí)，通過往水中加入一定量的氯鹽，增加溶液的導(dǎo)電性，Cl—在陽極放電，產(chǎn)生氯氧化劑，催化陽極的氧化作用，從而提高氨氮的轉(zhuǎn)化效率，使廢水中的氨氮氧化成氮?dú)?，達(dá)到清除廢水中氨氮的目的。[0004]其反應(yīng)過程如下:【權(quán)利要求】1.DSA電極，包括電極基體，所述電極基體為鈦板，其特征在于，所述電極基體的外表面上依次布設(shè)電極中間層和電極活性層，所述電極中間層的材質(zhì)為SnO2-Sb2Ox,所述電極活性層的材質(zhì)為TiO2-RuO2-1rO2-F。2.如權(quán)利要求1所述DSA電極的制作方法，其特征在于，包括以下步驟:將所述電極基體進(jìn)行預(yù)處理，去除所述電極基體外表面上的氧化膜；在所述電極基體的外表面上布設(shè)電極中間層，具體步驟如下:首先將SnCl4?5H20和SbCl3?3H20按Sn、Sb的氯化物摩爾比Sn=Sb=(90?100):(2?10)的比例完全溶解于鹽酸乙醇溶液中，并分多次均勻涂刷在所述電極基體的外表面上，每次涂刷后進(jìn)行干燥處理；在所述電極中間層上布設(shè)電極活性層，具體步驟如下:首先將三氯化釕、氯銥酸、鈦酸四丁脂和氟化鉀完全溶解于無水乙醇中并混合均勻，再加入到溶膠凝膠中，最后分多次均勻涂抹在電極中間層的外表面上，每次涂抹后進(jìn)行燒結(jié)和冷卻處理，所述三氯化釕、氯銥酸、鈦酸四丁脂和氟化鉀的摩爾比為(I?2):1:(4?8):(0.5?I)。3.如權(quán)利要求2所述的方法,其特征在于,所述Sn、Sb的氯化物摩爾比為Sn:Sb=94:6。4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述三氯化釕、氯銥酸、鈦酸四丁脂和氟化鉀的摩爾比為2:1:6.5:0.5。5.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述電極基體的預(yù)處理步驟如下:打磨去掉所述電極基體外表面上的氧化膜，用水沖凈后置于40%的NaOH溶液中，95°C水浴加熱2小時(shí)后取出，以水沖凈，去除所述電極基體外表面上的油脂；將去除油脂后的電極基體用超聲清洗儀清洗后置于沸騰的10%?20%的草酸溶液中酸蝕2?3小時(shí)；再用蒸餾水清洗，用超聲清洗儀清洗5?lOmin，最后保存在10%的草酸溶液中。6.基于DSA電極的氨氮檢測裝置，其特征在于，包括:有機(jī)玻璃套管，其上、下兩端分別通過電極帽和只允許溶液中銨根離子進(jìn)入的離子交換膜密封，所述有機(jī)玻璃套管內(nèi)設(shè)有工作電極、對電極和參比電極，且上端分別安裝在所述電極帽上，所述工作電極為如權(quán)利要求1所述的DSA電極；所述有機(jī)玻璃套管內(nèi)裝有電解液，電解液的PH為7?10，并用氯化鉀調(diào)節(jié)氯離子濃度接近飽和；電化學(xué)分析儀，其檢測接口分別通過屏蔽導(dǎo)線與所述電極帽上的工作電極、對電極和參比電極連接。7.如權(quán)利要求6所述的氨氮檢測裝置，其特征在于，所述對電極的材質(zhì)為鈦或鉬，形狀為板狀、網(wǎng)狀或棒狀；所述參比電極的材質(zhì)為Ag或AgCl。8.利用權(quán)利要求6所述的氨氮檢測裝置檢測溶液氨氮濃度的方法，其特征在于，包括以下步驟:配制電解液，并用氯化鉀調(diào)節(jié)氯離子濃度接近飽和，然后將所述電解液置于所述有機(jī)玻璃套管內(nèi)，所述電解液的PH為7?10；在所述參比電極上加載電壓，使所述工作電極與對電極之間產(chǎn)生氧化電流；根據(jù)不同濃度的氨氮標(biāo)準(zhǔn)溶液對應(yīng)的氧化電流大小獲得氨氮濃度標(biāo)準(zhǔn)曲線；將氨氮檢測裝置放置在待測溶液中，通過電化學(xué)分析儀讀取工作電極與對電極之間的氧化電流，然后根據(jù)所述氨氮濃度標(biāo)準(zhǔn)曲線，得到待測溶液的氨氮濃度。9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述工作電極與對電極以及對電極與參比電極之間的距離均在3?IOmm之間。10.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，獲得氨氮濃度標(biāo)準(zhǔn)曲線的步驟如下:配制氨氮濃度為0.015mg/L、0.2mg/L、0.5mg/L、l.0mg/L、l.5mg/L、2.0mg/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液；采用循環(huán)伏安法，檢測上述6種不同濃度的氨氮標(biāo)準(zhǔn)溶液對應(yīng)的氧化電流；以標(biāo)準(zhǔn)溶液的氨氮濃度值作為橫坐標(biāo)，所測得的氧化電流作為縱坐標(biāo)，得到所述氨氮濃度標(biāo)準(zhǔn)曲線。【文檔編號(hào)】G01N27/26GK103439385SQ201310409733【公開日】2013年12月11日申請日期:2013年9月10日優(yōu)先權(quán)日:2013年9月10日【發(fā)明者】陳幫,曹非非,江風(fēng),劉紫青,楊鑄申請人:武漢郵電科學(xué)研究院