监测pH电极

玻璃 pH 电极主要由玻璃泡膜、绝缘管体、内部溶液和银 / 氯化银电极等部分组成，以下将对其主要构成部分——玻绝缘管体进行说明。绝缘管体起到隔离内部溶液和银 / 氯化银电极与待测溶液的作用，同时为整个电极提供机械支撑。它的主要功能是确保电极内部的电学系统与外部环境相互隔离，避免外界干扰电流对测量结果产生影响。绝缘管体通常采用具有良好电绝缘性能的材料制成，如玻璃、塑料等。这些材料不仅能够有效地阻止电流的泄漏，还具有一定的耐腐蚀性，能够在各种化学环境中保持稳定的性能。此外，绝缘管体的形状和尺寸也会对电极的使用和性能产生一定影响。例如，细长的绝缘管体可以方便电极插入到狭小空间或深度较大的样品中进行测量；而较粗的绝缘管体则可能具有更好的机械强度，适用于一些较为恶劣的操作环境。pH 电极土壤墒情监测需埋深 10cm 以下，避免表层干燥影响数据。监测pH电极

玻璃 pH 电极与金属氧化物 pH 电极电位电压的特点，1、玻璃 pH 电极：是常用的 pH 电极之一，其优点是对氢离子具有较高的选择性，电位响应较为稳定，测量精度较高。在较宽的 pH 范围内（一般为 1 - 14）能较好地符合能斯特响应，产生的电位与 pH 值有良好的线性关系。但玻璃电极也存在一些缺点，如玻璃膜易碎，使用前需要进行长时间的浸泡活化，对温度变化较为敏感等。2、金属氧化物 pH 电极：如二氧化钛纳米管阵列 / 钛（TiO₂ NTAs/Ti）pH 电极，通过阳极氧化法制备。在特定条件下制备的该电极在 B - R 缓冲溶液（pH = 3 ～ 11）中具有较好的 pH 响应，灵敏度为 (-55.17 ± 0.28) mV/pH，相关系数（R²）>0.9966。其原理是利用电极表面的化学吸附氧（OH）与溶液中的氢离子发生反应，从而产生电位变化。这类电极具有较好的稳定性，可用于一些特殊场合的 pH 值测定，如维生素饮料和海水 pH 值的测定。长宁区pH电极市面价玻璃膜pH 电极不可用于含氟溶液，避免腐蚀。

高离子强度对pH 电极检测氢离子准确性的影响，高离子强度溶液可能改变电极表面双电层结构，干扰氢离子与电极敏感膜的相互作用。例如在高浓度盐溶液中，离子氛效应会使氢离子活度系数发生变化，导致测量的 pH 值偏离真实值。根据德拜 - 休克尔理论，离子强度与离子活度系数密切相关，离子强度增加，活度系数减小，从而影响 pH 测量准确性。样品本身的粘度也会对pH 电极检测氢离子的准确性造成影响，高粘度样品会阻碍氢离子在溶液中扩散，使得氢离子到达电极表面速度变慢，延长电极响应时间，甚至可能导致测量结果不准确。例如在某些胶体溶液或高聚物溶液中，由于其粘度较大，氢离子传质受限，电极难以快速准确响应氢离子浓度变化。如果样品中含有能与电极敏感膜发生化学反应的物质，会改变敏感膜性质，影响检测准确性。比如含氟离子溶液，可能与玻璃 pH 电极敏感膜中的二氧化硅反应，腐蚀敏感膜，改变其对氢离子响应特性。若样品中存在氧化还原物质，可能在电极表面发生氧化还原反应，产生额外电势，干扰 pH 测量。

基于 IGZO 的 pH 电极：In - Ga - Zn - O（IGZO）近年来被广泛应用于 TFT 基板以替代 α - Si。在相关研究中，将 70 nm 厚的 IGZO 层直接沉积在 P 型 Si 衬底上作为传统扩展栅场效应晶体管（EGFET）的扩展栅，用作 pH 传感膜。通过在不同温度下进行沉积后退火（RTA）处理，可改善 IGZO 层的 pH 传感性能。例如，在 N₂气氛中 700℃下进行 RTA 处理，在 pH 2 - 10 的应用范围内，灵敏度可从 41.5 mV/pH 提高到 53.3 mV/pH 。此外，改变 RF 溅射过程中的 Ar/O₂ 比例也会影响电极性能，如在 Ar/O₂ 气氛为 24/1 的条件下制备的 IGZO - EGFET 具有灵敏度（59.5 mV/pH）和线性度（99.7%），且在 7 个月后仍能保持较高性能（灵敏度 51.4 mV/pH，线性度 92%）。pH 电极温度系数自动补偿，补偿速率达 2 次 / 秒，动态过程监测更及时。

电量型铂电极也是pH电极的主要种类之一，以下围绕电量型铂电极的优势展开述说。1、响应速度快：在碱性溶液中，电量型铂电极对 pH 值变化的响应呈线性变化规律，且响应时间小于 100ms，能够快速捕捉 pH 值的瞬间变化。在研究电极反应或有中间体生成的反应机理时，可实时监测反应过程中 pH 值的暂态变化，为研究反应动力学提供重要数据支持。2、精度较高：在碱性溶液中测量 pH 值时，精度小于 0.2 个 pH 值，能满足一些对测量精度要求较高且溶液体系为碱性的特定场景。在某些碱性的药物研发过程中对反应体系 pH 值的精确测量，电量型铂电极可发挥重要作用。3、可检测暂态变化：该电极独特的优势在于能够检测反应过程中 pH 值的暂态变化，这是玻璃 pH 电极难以做到的。在扫描电化学显微镜（SECM）探针 - 基底伏安模式研究氢氧化镍的充放电过程中，电量型铂电极可有效验证其有效性，为研究此类快速变化的电化学过程提供了有力工具。pH 电极测量范围通常为 0-14 pH，部分可达 - 2-16 pH。宝山区pH电极生产过程

发酵过程中pH 电极需防生物膜附着，影响测量。监测pH电极

影响 pH 电极玻璃膜的因素，1、玻璃膜预处理影响：玻璃膜在使用前的预处理方式对其性能有重要影响。适当的预处理可以活化玻璃膜表面，提高其对氢离子的响应速度和灵敏度。例如，将玻璃膜在酸性溶液中浸泡一定时间，可以去除表面的杂质，使膜表面的离子交换位点充分暴露。然而，如果预处理不当，如浸泡时间过长或使用的预处理溶液浓度不合适，可能会破坏玻璃膜的结构，导致其性能下降。2、电极老化影响：随着使用时间的增加，玻璃膜会逐渐老化。老化过程中，玻璃膜的结构会发生变化，离子交换位点的活性降低，导致膜电位的响应速度变慢、测量精度下降。此外，长时间与溶液接触，玻璃膜表面可能会被腐蚀或污染，进一步影响其性能。因此，定期对 pH 电极进行校准和维护，及时更换老化的电极，对于保证测量的准确性至关重要。监测pH电极