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      一種銀/氯化銀參比電極及其制作方法與流程

      文檔序號(hào):12603864閱讀:1186來源:國(guó)知局
      一種銀/氯化銀參比電極及其制作方法與流程
      本發(fā)明具體地涉及一種銀/氯化銀參比電極及其制作方法。

      背景技術(shù):
      在電化學(xué)研究和工業(yè)生產(chǎn)中高溫熔融鹽體系都是一個(gè)重要的領(lǐng)域。在氯化物混合熔融鹽體系中,如LiCl-KCl、LiCl-NaCl、LiCl-CaCl2和NaCl-MgCl2等體系中,對(duì)它們的電化學(xué)性質(zhì)的研究越來越受到人們的關(guān)注。在電化學(xué)性質(zhì)的研究中,尤其是各種電化學(xué)參數(shù)的測(cè)量中,三電極體系因其操作方便,所得數(shù)據(jù)可信度高而備受青睞。這些三電極體系中,由于高溫熔融鹽體系溫度高、揮發(fā)性強(qiáng)等難題的存在,目前尚無通用的參比電極。主要采用的參比電極有氣體參比電極、金屬參比電極、銀/氯化銀電極或者直接將金屬鉑或石墨插入熔融鹽中的假參比電極。這些參比電極有的制作復(fù)雜,有的電位穩(wěn)定時(shí)間短,有的重現(xiàn)性差,有的在使用前達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)的時(shí)間長(zhǎng),有的甚至污染研究體系,因而均不便于使用。因此,一支穩(wěn)定性強(qiáng)、重現(xiàn)性好且使用壽命長(zhǎng)的參比電極對(duì)于高溫氯化物混合熔融鹽體系的電化學(xué)性質(zhì)的研究起著至關(guān)重要的作用。目前在氯化物體系的電化學(xué)性質(zhì)研究中,銀/氯化銀電對(duì)由于具有良好的穩(wěn)定性和重現(xiàn)性而常常被用來作為參比電極的電對(duì)使用。但是在高溫體系中,銀電極容易被氧化,氯化銀存在一定的揮發(fā)損耗,這些都將大大降低參比電極的穩(wěn)定性和重現(xiàn)性。因此解決這兩個(gè)問題對(duì)于銀/氯化銀參比電極在高溫氯化物混合熔融鹽體系電化學(xué)性質(zhì)的研究中的應(yīng)用非常有意義。

      技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
      本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是為了克服銀/氯化銀參比電極在高溫氯化物混合熔融鹽體系中使用時(shí)因銀電極被氧化以及氯化銀的揮發(fā)損耗所造成的參比電極穩(wěn)定性和重現(xiàn)性的降低,而提供了一種含有復(fù)合金屬絲電極結(jié)構(gòu)的銀/氯化銀參比電極。本發(fā)明從眾多金屬中篩選出一種復(fù)合金屬絲做電極,從多種鹽橋中篩選出硼硅酸鹽玻璃做鹽橋,而且本發(fā)明的參比電極制作簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、重現(xiàn)性好、穩(wěn)定性好、可逆性好、電極響應(yīng)信號(hào)快、易于儲(chǔ)存、不會(huì)對(duì)研究體系造成污染,尤其適合工業(yè)化生產(chǎn)。本發(fā)明的參比電極適用于350~650℃的氯化物混合熔融鹽體系的電化學(xué)性質(zhì)的研究。本發(fā)明提供了一種銀/氯化銀參比電極,其包含電極套管、復(fù)合金屬絲電極和參比鹽;其中,所述的電極套管包含連在一起的電極殼體和鹽橋,所述的鹽橋的材質(zhì)為硼硅酸鹽玻璃,所述的銀/氯化銀參比電極為全密閉;所述的鹽橋的壁厚為0.2mm~3mm;所述的復(fù)合金屬絲電極包含依次相連的A段、B段、C段和D段;所述的A段的材質(zhì)為銀,所述的B段和所述的D段的材質(zhì)各自獨(dú)立地為鎳、鐵或鉻中的一種或多種,所述的C段的材質(zhì)為鎢和/或鉬;所述的A段的末端位于參比鹽中,所述的B段不接觸到參比鹽;所述的C段至少有一部分與電極殼體以燒結(jié)熔融的方式粘結(jié)在一起,起到封閉參比電極的作用;所述的參比鹽為含有氯化銀和其他氯化物的混合鹽;所述的參比電極的內(nèi)部為真空或充滿了保護(hù)性氣體。所述的電極套管的長(zhǎng)度優(yōu)選4cm~20cm,更優(yōu)選4~10cm,最優(yōu)選為6cm。所述的鹽橋優(yōu)選中空的結(jié)構(gòu),所述的中空的結(jié)構(gòu)優(yōu)選球狀、半球狀或橢球狀。所述的鹽橋的壁厚優(yōu)選0.5mm~1mm。所述的電極殼體的壁厚優(yōu)選0.5mm~2mm。所述的電極殼體的內(nèi)徑優(yōu)選3mm~5mm。所述的電極殼體的長(zhǎng)度優(yōu)選占所述的電極套管的長(zhǎng)度的80%~95%,更優(yōu)選占所述的電極套管的長(zhǎng)度的80%~91.7%。所述的電極殼體的材質(zhì)優(yōu)選硼硅酸鹽玻璃。所述的電極殼體的形狀優(yōu)選管狀,更優(yōu)選空心圓管狀。所述的A段、B段、C段和D段的形狀各自獨(dú)立地優(yōu)選絲狀、塊狀、和螺旋狀中的一種或多種,更優(yōu)選絲狀。所述的絲狀優(yōu)選圓柱形絲狀,所述的圓柱形的直徑優(yōu)選0.1mm~2mm,更優(yōu)選0.5mm~1.5mm,最優(yōu)選0.8mm~1.2mm。所述的B段和C段的長(zhǎng)度各自獨(dú)立地優(yōu)選大于5mm,更優(yōu)選大于或等于1cm。所述的A段和D段的長(zhǎng)度各自獨(dú)立地優(yōu)選大于1cm,更優(yōu)選大于或等于4cm。所述的B段優(yōu)選不接觸到電極套管。所述的C段優(yōu)選其沒有暴露在電極殼體的外表面以外。所述的D段優(yōu)選與電極殼體接觸。當(dāng)所述的D段與電極殼體接觸時(shí),接觸部分的長(zhǎng)度優(yōu)選0mm~2mm,更優(yōu)選0.5~1mm。所述的復(fù)合金屬絲電極的位置優(yōu)選位于參比電極的對(duì)稱軸上。所述的復(fù)合金屬絲電極由于主要起到導(dǎo)電作用,對(duì)其上各段金屬的純度沒有特別的要求,一般為本領(lǐng)域常規(guī)的純度,可以導(dǎo)電即可。所述的其他氯化物可為除了氯化銀以外的本領(lǐng)域各種常規(guī)氯化物,優(yōu)選含有氯化鋰、氯化鈉、氯化鉀、氯化鎂、氯化鈣和氯化鋇中的兩種或兩種以上的氯化物。更優(yōu)選為氯化鋰和氯化鉀的組合,或者,氯化鋰和氯化鋇的組合,或者氯化鈉和氯化鎂的組合。當(dāng)所述的他氯化物為氯化鋰和氯化鉀的組合時(shí),所述的氯化鋰:所述的氯化鉀:所述的氯化銀的摩爾比優(yōu)選59:41:5。當(dāng)所述的他氯化物為氯化鋰和氯化鋇的組合時(shí),所述的氯化鋰:所述的氯化鋇:所述的氯化銀的摩爾比優(yōu)選67:28:5。當(dāng)所述的他氯化物為氯化鈉和氯化鎂的組合時(shí),所述的氯化鈉:所述的氯化鎂:所述的氯化銀的摩爾比優(yōu)選57:38:5。所述的氯化銀的用量?jī)?yōu)選2%~10%,更優(yōu)選4%~6%,百分比為氯化銀的摩爾數(shù)相對(duì)于混合鹽中氯化物的總的摩爾數(shù)的百分比。所述的其他氯化物,其種類及它們之間的物質(zhì)的量的比例一般是與參比電極所要研究的熔融鹽體系中的氯化物的種類和物質(zhì)的量的比例相一致。所述的參比鹽在常溫時(shí)的粒徑優(yōu)選100~200目。所述的參比鹽的用量為本領(lǐng)域所用的常規(guī)用量,優(yōu)選參比鹽在常溫下的體積占鹽橋在常溫下的容量的60%~80%。所述的常溫為本領(lǐng)域常規(guī)的室溫的溫度,優(yōu)選20℃~30℃。所述的A段的末端位于參比鹽中的那部分的長(zhǎng)度優(yōu)選當(dāng)參比鹽為熔融液體狀態(tài)且當(dāng)參比電極的電極殼體豎直放置時(shí),這部分的長(zhǎng)度為參比鹽熔融液體深度的50%~80%。當(dāng)所述的參比電極的內(nèi)部為充滿了保護(hù)性氣體時(shí),所述的保護(hù)性氣體為本領(lǐng)域常規(guī)的不與金屬和玻璃發(fā)生反應(yīng)的氣體,優(yōu)選惰性氣體或氮?dú)?。所述的惰性氣體優(yōu)選氦氣和/或氬氣。當(dāng)所述的參比電極的內(nèi)部為真空時(shí),所述的真空的真空度優(yōu)選所述的電極套管內(nèi)的氣壓為小于或等于0.095MPa。本發(fā)明還提供了一種制作所述的銀/氯化銀參比電極的制作方法,其包含以下步驟:1)取包含了連在一起的電極殼體和硼硅酸鹽玻璃材質(zhì)的鹽橋的管,且鹽橋那端為封閉端,電極殼體那端為未封閉端;將干燥的參比鹽置于鹽橋內(nèi)部,將復(fù)合金屬絲電極的A端末端插入到參比鹽里;2)將管內(nèi)抽真空或充入保護(hù)性氣體,并在真空下或保護(hù)性氣體環(huán)境中使C段至少有一部分與電極殼體以燒結(jié)熔融的方式粘結(jié)在一起,使電極套管由未封閉狀態(tài)變?yōu)榉忾]狀態(tài),即可。較佳的,所述的步驟1)在結(jié)束后,在所述的步驟2)進(jìn)行前,還將所述的參比鹽進(jìn)行熔融。所述的包含了連在一起的電極殼體和硼硅酸鹽玻璃材質(zhì)的鹽橋的管優(yōu)選是洗滌干凈的且干燥的。所述的洗滌的方法優(yōu)選超聲洗滌。所述的干燥的方法優(yōu)選烘干。所述的干燥的參比鹽,其干燥的方法優(yōu)選減壓干燥。所述的減壓干燥的溫度優(yōu)選100℃~400℃。所述的減壓干燥的時(shí)間優(yōu)選大于0.5小時(shí)。所述的將干燥的參比鹽置于硼硅酸鹽玻璃材質(zhì)的鹽橋內(nèi)部,在進(jìn)行前,優(yōu)選先將參比鹽進(jìn)行研磨。所述的復(fù)合金屬絲電極的各段金屬間的連接方法可為本領(lǐng)域常規(guī)方法,優(yōu)選用焊接的方法,更優(yōu)選電阻焊焊接方法。所述的電阻焊焊接方法中,通電時(shí)間優(yōu)選8-30周波,更優(yōu)選15周波。所述的電阻焊焊接方法中,電流優(yōu)選5000-8000A,更優(yōu)選6400A。所述的電阻焊焊接方法中,電極壓力優(yōu)選1000-2600N,更優(yōu)選1177N。所述的參比電極優(yōu)選在制作好后避光保存。所述的參比電極在使用后優(yōu)選先冷卻,然后將玻璃管外面的鹽洗掉,并避光保存。在符合本領(lǐng)域常識(shí)的基礎(chǔ)上,上述各優(yōu)選條件,可任意組合,即得本發(fā)明各較佳實(shí)例。本發(fā)明所用試劑和原料均市售可得。本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于:1、本發(fā)明的參比電極響應(yīng)信號(hào)快,當(dāng)把參比電極插入400℃熔融鹽液面下0.5~2h后能夠給出穩(wěn)定的電化學(xué)信號(hào);2、本發(fā)明的參比電極穩(wěn)定性好,參比電極保持一直浸泡在同種研究熔融鹽體系中連續(xù)使用52小時(shí)能保持性能不變化;3、本發(fā)明的參比電極重現(xiàn)性好,任取兩支不同制備批次的參比電極,測(cè)試其開路電位電化學(xué)信號(hào),顯示其開路電位最大不超過10mV,一般在5mV以內(nèi);4、本發(fā)明的參比電極可逆性好,任取兩支分別作為工作電極和參比電極,其循環(huán)伏安曲線正反兩方向完全重合。5、本發(fā)明的參比電極密封性好,使用壽命長(zhǎng),連續(xù)浸泡在熔鹽體系中使用時(shí)間長(zhǎng)達(dá)52小時(shí)以上,可以重復(fù)使用5次以上。6、本發(fā)明的參比電極制作簡(jiǎn)單,原料價(jià)格便宜,易于儲(chǔ)存,適用于工業(yè)化生產(chǎn)。附圖說明圖1是實(shí)施例1中所制作的參比電極示意圖,其中1為電極殼體,2為復(fù)合金屬絲電極,3為參比鹽,4為鹽橋。圖2是實(shí)施例1中所制作的參比電極上復(fù)合金屬絲電極的示意圖,其中,5為A段,6為B段,7為C段,8為D段。圖3是效果實(shí)施例1中的參比電極穩(wěn)定性的測(cè)試?yán)性跍y(cè)試不同時(shí)間鋰析出電位漂移時(shí)不同時(shí)間點(diǎn)循環(huán)伏安測(cè)試圖,其中,圖(a)為完整圖,圖(b)為局部放大圖。圖4是效果實(shí)施例1中的參比電極重現(xiàn)性的測(cè)試?yán)械膬芍П景l(fā)明的參比電極間的開路電位測(cè)試圖。圖5是效果實(shí)施例1中的參比電極可逆性的測(cè)試?yán)械膬芍П景l(fā)明的參比電極間循環(huán)伏安測(cè)試圖。具體實(shí)施方式下面通過實(shí)施例的方式進(jìn)一步說明本發(fā)明,但并不因此將本發(fā)明限制在所述的實(shí)施例范圍之中。下列實(shí)施例中未注明具體條件的實(shí)驗(yàn)方法,按照常規(guī)方法和條件,或按照商品說明書選擇。實(shí)施例1本發(fā)明的參比電極的制作(1)準(zhǔn)確稱取物質(zhì)的量比為59:41:5的氯化鋰、氯化鉀、氯化銀共10克,300℃下減壓干燥3小時(shí),研磨至粒徑達(dá)到200目并混合均勻,作為制作參比電極的參比鹽3備用;(2)取直徑為1mm長(zhǎng)度為4cm的圓柱形A段5(本實(shí)施例中A段的材質(zhì)為銀,形狀為絲狀)、直徑為1mm長(zhǎng)度為1cm的圓柱形B段6(本實(shí)施例中B段的材質(zhì)為鎳,形狀為絲狀)、直徑為1mm長(zhǎng)度為1cm的圓柱形C段7(本實(shí)施例中C段的材質(zhì)為鎢,形狀為絲狀)和直徑為1mm長(zhǎng)度為4cm的圓柱形D段8(本實(shí)施例中D段的材質(zhì)為鎳,形狀為絲狀)各一段,按照如圖2所示的順序?qū)⑦@4段金屬絲采用電阻焊焊接的方法制作成復(fù)合金屬絲電極2;(3)取長(zhǎng)度為6cm的硼硅酸鹽玻璃管一根,且管的一端為封閉的球狀玻璃泡形鹽橋4,管的另一端為待封閉的空心圓柱形的電極殼體1,其中鹽橋4的長(zhǎng)度為0.5cm,其余的圓柱管部分,即電極殼體1的長(zhǎng)度為5.5cm,鹽橋4的壁厚為0.5mm,電極殼體1的壁厚為1mm,電極殼體1的內(nèi)徑為4mm。球狀玻璃泡形鹽橋4的球狀部位直徑為7~8mm。將管超聲洗滌后烘干備用;(4)從步驟(1)中研磨好的氯化物鹽中稱取0.5g作為參比電極的參比鹽3,灌入玻璃管的鹽橋4里,將上述焊接好的復(fù)合金屬絲電極2上A段5(本實(shí)施例中A段的材質(zhì)為銀,形狀為絲狀)上不與B段6(本實(shí)施例中B段的材質(zhì)為鎳,形狀為絲狀)接觸的那一端的末端插入到參比鹽3中,插入深度為距離玻璃泡底端1mm。(5)火焰(大約1500-2000度之間)對(duì)步驟(4)中已灌入玻璃管的參比鹽3加熱,并使之熔融;(6)參比鹽3熔融后,對(duì)玻璃管內(nèi)抽真空,達(dá)到真空度0.095MPa后,將處于C段7(本實(shí)施例中C段的材質(zhì)為鎢,形狀為絲狀)高度處的玻璃管進(jìn)行燒結(jié)熔融密封,使C段7(本實(shí)施例中C段的材質(zhì)為鎢,形狀為絲狀)和燒結(jié)的玻璃管粘連在一起,且玻璃管被燒結(jié)那部分接觸到D段8(本實(shí)施例中D段的材質(zhì)為鎳,形狀為絲狀)的長(zhǎng)度為0.5mm,接觸到C段7(本實(shí)施例中C段的材質(zhì)為鎢,形狀為絲狀)的長(zhǎng)度為8mm,并且不接觸到B段6(本實(shí)施例中B段的材質(zhì)為鎳,形狀為絲狀)。復(fù)合金屬絲電極2的位置位于參比電極的對(duì)稱軸上,如圖1所示。(7)將制作好的參比電極避光保存。實(shí)施例2本發(fā)明的參比電極的制作(1)準(zhǔn)確稱取物質(zhì)的量比為67:28:5的氯化鋰、氯化鋇、氯化銀共10克,300℃下減壓干燥3小時(shí),研磨至粒徑達(dá)到200目并混合均勻,作為制作參比電極的參比鹽3備用;(2)取直徑為1mm長(zhǎng)度為4cm的圓柱形A段5(本實(shí)施例中A段的材質(zhì)為銀,形狀為絲狀)、直徑為1mm長(zhǎng)度為1cm的圓柱形不銹鋼絲6、直徑為1mm長(zhǎng)度為1cm的圓柱形C段7(本實(shí)施例中C段的材質(zhì)為鉬,形狀為絲狀)和直徑為1mm長(zhǎng)度為4cm的圓柱形不銹鋼絲8各一段,按照如圖2所示的順序?qū)⑦@4段金屬絲采用電阻焊焊接的方法制作成復(fù)合金屬絲電極2;(3)取長(zhǎng)度為6cm的硼硅酸鹽玻璃管一根,且管的一端為封閉的球狀玻璃泡形鹽橋4,管的另一端為待封閉的空心圓柱形的電極殼體1,其中鹽橋4的長(zhǎng)度為0.5cm,其余的圓柱管部分,即電極殼體1的長(zhǎng)度為5.5cm,鹽橋4的壁厚為0.5mm,電極殼體1的壁厚為1mm,電極殼體1的內(nèi)徑為4mm。球狀玻璃泡形鹽橋4的球狀部位直徑為7~8mm。將管超聲洗滌后烘干備用;(4)從步驟(1)中研磨好的氯化物鹽中稱取0.8g作為參比電極的參比鹽3,灌入玻璃管的鹽橋4里,將上述焊接好的復(fù)合金屬絲電極2上A段5(本實(shí)施例中A段的材質(zhì)為銀,形狀為絲狀)上不與B段6(本實(shí)施例中B段的材質(zhì)為鎳,形狀為絲狀)接觸的那一端的末端插入到參比鹽3中,插入深度為距離玻璃泡底端1mm。(5)火焰對(duì)步驟(4)中已灌入玻璃管的參比鹽3加熱,并使之熔融;(6)參比鹽3熔融后,對(duì)玻璃管內(nèi)抽真空,達(dá)到真空度0.095MPa后,將處于C段7(本實(shí)施例中C段的材質(zhì)為鉬,形狀為絲狀)高度處的玻璃管進(jìn)行燒結(jié)熔融密封,使C段7(本實(shí)施例中C段的材質(zhì)為鉬,形狀為絲狀)和燒結(jié)的玻璃管粘連在一起,且玻璃管被燒結(jié)那部分接觸到D段8(本實(shí)施例中D段的材質(zhì)為鎳,形狀為絲狀)的長(zhǎng)度為0.5mm,接觸到C段7(本實(shí)施例中C段的材質(zhì)為鉬,形狀為絲狀)的長(zhǎng)度為8mm,并且不接觸到B段6(本實(shí)施例中B段的材質(zhì)為鎳,形狀為絲狀)。復(fù)合金屬絲電極2的位置位于參比電極的對(duì)稱軸上,如圖1所示。(7)將制作好的參比電極避光保存。實(shí)施例3本發(fā)明的參比電極的制作(1)準(zhǔn)確稱取物質(zhì)的量比為57:38:5的氯化鈉、氯化鎂、氯化銀共10克,300℃下減壓干燥3小時(shí),研磨至粒徑達(dá)到200目并混合均勻,作為制作參比電極的參比鹽3備用;(2)取直徑為1mm長(zhǎng)度為4cm的圓柱形A段5(本實(shí)施例中A段的材質(zhì)為銀,形狀為絲狀)、直徑為1mm長(zhǎng)度為1cm的圓柱形B段6(本實(shí)施例中B段的材質(zhì)為鎳,形狀為絲狀)、直徑為1mm長(zhǎng)度為1cm的圓柱形C段7(本實(shí)施例中C段的材質(zhì)為鎢,形狀為絲狀)和直徑為1mm長(zhǎng)度為4cm的圓柱形D段8(本實(shí)施例中D段的材質(zhì)為鎳,形狀為絲狀)各一段,按照如圖2所示的順序?qū)⑦@4段金屬絲采用電阻焊焊接的方法制作成復(fù)合金屬絲電極2;(3)取長(zhǎng)度為6cm的硼硅酸鹽玻璃管一根,且管的一端為封閉的球狀玻璃泡形鹽橋4,管的另一端為待封閉的空心圓柱形的電極殼體1,其中鹽橋4的長(zhǎng)度為0.5cm,其余的圓柱管部分,即電極殼體1的長(zhǎng)度為5.5cm,鹽橋4的壁厚為0.5mm,電極殼體1的壁厚為1mm,電極殼體1的內(nèi)徑為4mm。球狀玻璃泡形鹽橋4的球狀部位直徑為7~8mm。將管超聲洗滌后烘干備用;(4)從步驟(1)中研磨好的氯化物鹽中稱取0.5g作為參比電極的參比鹽3,灌入玻璃管的鹽橋4里,將上述焊接好的復(fù)合金屬絲電極2上A段5(本實(shí)施例中A段的材質(zhì)為銀,形狀為絲狀)上不與B段6(本實(shí)施例中B段的材質(zhì)為鎳,形狀為絲狀)接觸的那一端的末端插入到參比鹽3中,插入深度為距離玻璃泡底端1mm。(5)火焰對(duì)步驟(4)中已灌入玻璃管的參比鹽3加熱,并使之熔融;(6)參比鹽3熔融后,玻璃管中通入氬氣,將處于C段7(本實(shí)施例中C段的材質(zhì)為鎢,形狀為絲狀)高度處的玻璃管進(jìn)行燒結(jié)熔融密封,使C段7(本實(shí)施例中C段的材質(zhì)為鎢,形狀為絲狀)和燒結(jié)的玻璃管粘連在一起,且玻璃管被燒結(jié)那部分接觸到D段8(本實(shí)施例中D段的材質(zhì)為鎳,形狀為絲狀)的長(zhǎng)度為0.5mm,接觸到C段7(本實(shí)施例中C段的材質(zhì)為鎢,形狀為絲狀)的長(zhǎng)度為8mm,并且不接觸到B段6(本實(shí)施例中B段的材質(zhì)為鎳,形狀為絲狀)。復(fù)合金屬絲電極2的位置位于參比電極的對(duì)稱軸上,如圖1所示。(7)將制作好的參比電極避光保存。效果實(shí)施例1本發(fā)明的參比電極的性能驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)本例中所用的高溫熔融鹽體系為氯化鋰-氯化鉀熔融鹽體系,電化學(xué)信號(hào)測(cè)量?jī)x器的型號(hào)是瑞士萬通PGSTAT302NAUTOLAB。驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備:手套箱內(nèi)稱量氯化鋰91.9克,氯化鉀111.9克混合均勻并轉(zhuǎn)入坩堝后,將坩堝放入與手套箱相連的電阻爐中。選取碳棒電極(直徑為5mm,長(zhǎng)度為80mm)、鎢絲電極(直徑1mm,長(zhǎng)度80mm),及按照實(shí)施例1中方法制作的本發(fā)明的參比電極2支備用。將這四個(gè)電極放入電阻爐內(nèi),且均懸掛于氯化鋰和氯化鉀混合鹽上方待用。以下三個(gè)測(cè)試中,每個(gè)測(cè)試進(jìn)行前,都要把測(cè)試所不需要的電極挪開并使之遠(yuǎn)離坩堝中的氯化物混合鹽,然后加熱坩堝中的氯化鋰和氯化鉀混合鹽到400℃熔融,保溫1小時(shí)后,將測(cè)試所需要的三個(gè)電極均插入到熔融鹽液面下,且插入液面以下深度均為1cm。本發(fā)明的參比電極的穩(wěn)定性的測(cè)試?yán)罕緦?shí)驗(yàn)采用測(cè)試不同時(shí)間鋰析出電位漂移情況來考察本發(fā)明的參比電極的穩(wěn)定性。本實(shí)驗(yàn)的測(cè)試方法為循環(huán)伏安法。采用上述的碳棒電極(1支)作為本次測(cè)試的對(duì)電極,上述的鎢絲電極(1支)作為本次測(cè)試的工作電極,按照上述的實(shí)施例1的方法制作的本發(fā)明的參比電極(1支)中作為本次測(cè)試的參比電極。測(cè)試溫度400℃,電位掃描速率為0.1V/s。每隔一段時(shí)間測(cè)試一次循環(huán)伏安曲線。測(cè)試結(jié)果見附圖3及表1中所示,結(jié)果顯示,本發(fā)明的參比電極在連續(xù)浸泡在熔鹽體系中52小時(shí)內(nèi),鋰的析出電位漂移了不足20mV,說明在此時(shí)間內(nèi)本發(fā)明的參比電極穩(wěn)定可靠。本發(fā)明的參比電極的重現(xiàn)性的測(cè)試?yán)罕緦?shí)驗(yàn)通過測(cè)試兩支本發(fā)明的參比電極間的開路電位來考察發(fā)明的參比電極的重現(xiàn)性。采用上述的碳棒電極(1支)作為本次測(cè)試的對(duì)電極,按照上述的實(shí)施例1的方法制作的本發(fā)明的參比電極(1支)作為本次測(cè)試的工作電極,按照上述的實(shí)施例1的方法制作的本發(fā)明的參比電極(1支)作為本次測(cè)試的參比電極。測(cè)試溫度400℃,電位掃描速率0.1V/s。測(cè)試結(jié)果見附圖4中所示。結(jié)果顯示,兩支本發(fā)明的參比電極間開路電位小于8mV,說明本發(fā)明的參比電極的重現(xiàn)性良好。本發(fā)明的參比電極的可逆性的測(cè)試?yán)罕緦?shí)驗(yàn)將通過循環(huán)伏安曲線重復(fù)性來考察本發(fā)明的參比電極的可逆性。采用上述的碳棒電極(1支)作為本次測(cè)試的對(duì)電極,按照上述的實(shí)施例1的方法制作的本發(fā)明的參比電極(1支)作為本次測(cè)試的工作電極,按照上述的實(shí)施例1的方法制作的本發(fā)明的參比電極(1支)作為本次測(cè)試的參比電極,測(cè)試溫度400℃,掃描速率為0.1V/s。測(cè)試結(jié)果見附圖5中所示。結(jié)果顯示,其循環(huán)伏安曲線正反兩方向完全重合,說明本發(fā)明的參比電極可逆性良好。本發(fā)明的參比電極的參比鹽對(duì)實(shí)驗(yàn)熔鹽體系的污染度的測(cè)試?yán)荷鲜霰景l(fā)明的參比電極的穩(wěn)定性、重現(xiàn)性或可逆性的測(cè)試?yán)?,在測(cè)試結(jié)束后,對(duì)測(cè)試后的實(shí)驗(yàn)用熔鹽塊的上、中、下三部分都分別取樣,用1%的稀硝酸溶解后進(jìn)行ICP-AES分析。測(cè)量熔鹽塊中Ag元素的含量,以判斷參比電極對(duì)實(shí)驗(yàn)體系中熔鹽本體的污染情況。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,熔鹽本體中銀的含量都低于儀器檢測(cè)下限。說明參比電極內(nèi)參比鹽沒有泄漏,不會(huì)對(duì)研究體系造成污染。本發(fā)明的參比電極的可重復(fù)性的測(cè)試?yán)罕緦?shí)驗(yàn)采用測(cè)量不同批次實(shí)驗(yàn)的金屬鋰的析出電位來考察參比電極的重復(fù)使用的次數(shù)。參比電極可以使用的標(biāo)準(zhǔn)是不同測(cè)量批次間金屬鋰的析出電位之間差異不大于10mV。測(cè)試方法同本發(fā)明的參比電極的穩(wěn)定性的測(cè)試?yán)械难h(huán)伏安法。測(cè)試結(jié)果如表2所示,結(jié)果表明,參比電極重復(fù)使用5次的情況下,金屬鋰的析出電位之間差異不大于10mV。表1、鋰還原電位隨著時(shí)間變化時(shí)間(h)0.522652鋰還原電位(V)2.5422.5372.5252.525電位漂移(mV)0-5-17-17表2、重復(fù)使用參比電極過程中鋰還原電位變化重復(fù)使用次數(shù)12345鋰還原電位(V)2.5422.5402.5452.5352.540
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