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通過在直徑10μm鉑超微電極表面電化學(xué)沉積一層氧化銥薄膜,獲得具有pH響應(yīng)的全固態(tài)鉑/氧化銥(Pt/IrOx)電化學(xué)微傳感器,分析了其線性響應(yīng)、瞬時(shí)響應(yīng)、穩(wěn)定性和抗典型離子干擾能力。結(jié)果表明,制備的Pt/IrOx-pH微傳感器電極在pH=1.00~13.00的范圍內(nèi)呈現(xiàn)優(yōu)異的線性響應(yīng)性能(R2=0.999);在短期(20000 s內(nèi))和長期(110 d內(nèi))均具有較高的穩(wěn)定性;在溶液pH發(fā)生變化時(shí),Pt/IrOx-pH傳感器電位能瞬間響應(yīng);在溶液中加入Fe2+、Cu2+和Cl-時(shí),線性響應(yīng)不變,抗干擾能力強(qiáng),但Ti3+的存在會(huì)影響檢測的準(zhǔn)確性。
進(jìn)一步將制備的Pt/IrOx-pH超微傳感器電極應(yīng)用于銅和304不銹鋼在pH=2.00的3.5%NaCl溶液中電偶腐蝕行為研究,SECM面掃描和線掃描結(jié)果結(jié)合OCP的變化,表明Cu和304 SS在開始發(fā)生電偶腐蝕時(shí),Cu為陰極,304不銹鋼為陽極,而當(dāng)浸泡至12 h時(shí),發(fā)生陰陽極極性反轉(zhuǎn),此時(shí)Cu為陽極,而304不銹鋼為陰極,且Cu表面pH更低。
圖文解說
圖1 Pt/IrO x-pH超微傳感器在不同pH下的響應(yīng)電位及其擬合曲線,對pH變化的瞬時(shí)響應(yīng)時(shí)間曲線,在0.01 mol/L HCl溶液中短期穩(wěn)定性曲及在空氣中放置時(shí)長期穩(wěn)定性
圖2 Cu在pH=2.00的3.5%NaCl溶液中不同浸泡時(shí)間面掃描結(jié)果及3個(gè)時(shí)間面掃描對比圖
圖3 304不銹鋼在pH=2.00的3.5%NaCl溶液中不同浸泡時(shí)間面掃描結(jié)果及3個(gè)時(shí)間的面掃描對比圖
結(jié)論
(1)通過簡單電化學(xué)沉積方法在直徑10μm Pt UME上制備得到線性響應(yīng)好、瞬時(shí)響應(yīng)快、穩(wěn)定性高的全固態(tài)Pt/IrOx-pH電化學(xué)傳感器電極,其對Fe2+、Cu2+和Cl-具有較強(qiáng)的抗離子干擾能力,而Ti3+的存在會(huì)影響檢測的準(zhǔn)確性。
(2)基于SECM的電位模式,結(jié)合ISET,實(shí)現(xiàn)了Cu和304不銹鋼偶接前后表面pH的原位高分辨監(jiān)測。在偶接后,Cu表面pH逐漸降低,而304不銹鋼表面pH逐漸增加,結(jié)合OCP的變化發(fā)現(xiàn)在Cu/304不銹鋼電偶腐蝕過程中發(fā)生了陰陽極極性變化,Cu由開始腐蝕時(shí)的陰極轉(zhuǎn)變?yōu)殛枠O,相反,304不銹鋼由陽極轉(zhuǎn)變?yōu)殛帢O。