聚合物膜式溶解传感器极谱仪的测量原理
聚膜式溶解臭氧监测仪的极谱原理广泛应用于电化学分析,并有许多使用记录。
臭氧在水中以臭氧离子(O3)的形式存在,通过聚合物膜进入工作电极,与工作电极表面的离子发生反应,从而在对电极表面发生等效的氧化反应,从而在两个电极之间产生与臭氧浓度成正比的电流。
聚合物膜式溶解传感器极谱仪的测量原理如图1所示。
当传感器浸入臭氧化的样品水中时,臭氧与溶解臭氧上的颗粒压力成正比通过膜,当臭氧在工作电极与电解质薄层之间的电解质薄层(见图1)中熔化时,在工作电极表面发生电解恢复反应,如下图所示。
然后在对电极处发生2M -→2M+ + 2e-的电解氧化反应。该反应产生的电子电流,即电流的量(i)如图2所示,由施加在两电极之间的电压值V作出的电压-电流特性曲线。
这条曲线称为极谱波,存在一个即使电压值V增加,电流也不会改变的电流范围。这种现象称为平台特性,它会使电流的极限范围增大。
从这个极限电流(i)的量来确定一种物质,并从施加电压的水平进行定量分析的方法称为极谱法,极限电流由下式表示。
在那里;
N =反应物质的带电粒子
F=法拉第常数
D=反应物质的扩散系数
A=工作电极面积
C=反应物质的浓度
δ=扩散层厚度
在上式中,由于电极结构和环境条件决定,除了反应物质的浓度,右边的值可以处理为恒定值,因此可以表示为:
C= Ki
在那里;
比例常数
也就是说,通过测量电流值i可以得到物质的浓度。
使用该监测仪的带有聚合物膜传感器的极谱仪通过施加最合适的施加电压来测量臭氧浓度。
此外,该传感器具有三个电极,使其传感器可以避免和节省电解液反应中产生的副产物,该产物可能导致传感器特性的恶化,使其长期使用处于稳态状态,并且具有良好的线性度。