CN103018290B - 吸收液中的缓蚀剂浓度掌握方法及装置、以及具备该装置的吸收式冷温水机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种能够高精度地掌握添加有以钼酸盐为主要成分的缓蚀剂的吸收液中的缓蚀剂的浓度的结构简单的缓蚀剂浓度掌握装置。双重功效用吸收式冷温水机,具备由以浸渍于高温再生器(1)内的添加了以钼酸盐为主要成分的缓蚀剂的吸收液中的方式设置的各种电极与恒电位仪(14)构成的缓蚀剂浓度掌握装置。恒电位仪对作用电极(12)与对极(13)间施加电压或者供给电流,在通过使电极的电势向负极方向偏移的阴极极化而使二氧化钼析出后,通过使电势向正极方向偏移的阳极极化而使析出于电极的二氧化钼溶解,进行阴极极化时的阴极电流或者阴极电压、以及阳极极化时的阳极电流或者阳极电压的测量,基于这些测量值检测吸收液中的缓蚀剂浓度。
Description
技术领域
本发明涉及用于掌握吸收液中的腐蚀抑制剂(缓蚀剂)浓度的吸收液中的缓蚀剂浓度掌握方法及装置、以及具备该装置的吸收式冷温水机。
背景技术
以往,就将水用作制冷剂、将溴化锂(LiBr)水溶液用作吸收液的吸收式冷温水机而言,因运转无需大电量、作为加热用能够对应于多种热源、能够利用夏季需求减少的天然气、灯油等来实现夏季空调等情况,而在大型建筑物中得到使用。这样,吸收式冷温水机可以说是尤其在夏季的电力供给紧张的现状下引人注目的空调热源机。
但是,在该吸收式冷温水机中,由于将高浓度的溴化锂(LiBr)水溶液用作吸收液,所以随之存在构成吸收式冷温水机的材料的腐蚀问题,就保证设备的可靠性及寿命而言,如何实现防止腐蚀是非常重要。
为了实现防止构成吸收式冷温水机的材料的腐蚀,一般在吸收液中添加作为腐蚀抑制剂的缓蚀剂,通过适当地管理缓蚀剂的添加量(浓度),使得耐腐蚀性高的吸收式冷温水机的实用化成为可能。通常缓蚀剂使用氧化剂,在作为吸收式冷温水机的主要构成材料的碳素钢的表面形成稳定的氧化覆膜来抑制腐蚀,同时防止产生引起腐蚀的氢气。此外,吸收式冷温水机的构成材料在使用碳素钢的同时还大量使用导热率高的铜管,但是由于铜管对于强氧化剂的耐久性差,所以现在为了有效地防止碳素钢及铜管两者的腐蚀,大多使用钼酸盐。
但是,钼酸盐防止腐蚀的效果高的反面,由于对于高浓度的溴化锂(LiBr)水溶液的溶解度小,所以一般添加至溶解度上限,但这也仅是防止腐蚀所需的最低浓度限度左右。因此,为了防止吸收式冷温水机的腐蚀并维持稳定的运转,需要对钼酸盐进行精细的浓度管理。
于是,提出了在吸收式冷温水机内的适当位置设置电极,以电化学的方法测量缓蚀剂浓度的技术,例如,作为与此有关的公知技术能够举出如下吸收式制冷机,即、以相对于吸收液中的缓蚀剂产生氧化还原反应的部件与参比电极的电势差来求取缓蚀剂的浓度的“吸收式制冷机”(参照专利文献1)、根据氧化物电极及参比电极间的电势差来求取吸收液中的溶解氧浓度的“吸收式制冷机”(参照专利文献2)、测量流经一对铁制电极间的电流来检测防腐蚀覆膜的形成状况的“吸收式制冷机”(参照专利文献3)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平7-35434号公报
专利文献2:日本特开2006-57895号公报
专利文献3:日本特开2008-286441号公报
上述专利文献1~专利文献3的以电化学的方法测量缓蚀剂的浓度的技术存在以下将说明的问题。具体而言,在专利文献1的技术中,虽然对于吸收液中的缓蚀剂以产生氧化还原反应的部件与参比电极的电势差来求取缓蚀剂的浓度,但是在这种情况下,在作用电极的表面因作为缓蚀剂的氧化剂的氧化作用,生成氧化物,从而电势随时间变化,所以存在难以正确地测得缓蚀剂的浓度这一问题。
此外,在专利文献2的技术中,根据氧化物电极及参比电极间的电势差来求取吸收液中的溶解氧浓度,并且,在专利文献3的技术中,虽然测量流经一对铁制电极间的电流来检测防腐蚀覆膜的形成状况,但是在这两种情况下,若将实际添加了以钼酸盐为主要成分的缓蚀剂的吸收液中的缓蚀剂为对象,都存在难以高精度地掌握缓蚀剂的浓度这一问题。
发明内容
本发明是为了解决这样的问题而完成的,其第一个技术课题在于,提供能够高精度地掌握添加了以钼酸盐为主要成分的缓蚀剂的吸收液中的缓蚀剂的浓度的吸收液中的缓蚀剂浓度掌握方法。
本发明的第二个技术课题在于,提供能够高精度地掌握添加了以钼酸盐为主要成分的缓蚀剂的吸收液中的缓蚀剂的浓度的、结构简单的缓蚀剂浓度掌握装置。
本发明的第三个技术课题在于,提供能够高精度地掌握添加了以钼酸盐为主要成分的缓蚀剂的吸收液中的缓蚀剂的浓度,且能够有效防止设备内的腐蚀的吸收式冷温水机。
为了完成上述第一个技术课题,本发明的第一技术方案的吸收液中的缓蚀剂浓度掌握方法,其掌握添加有以钼酸盐为主要成分的缓蚀剂的吸收液中的该缓蚀剂的浓度,其特征在于,对以浸渍于上述吸收液中的方式插入的至少两个电极间施加电压或者供给电流,测量根据施加了该电压的情况下的流经该两个电极间的钼酸离子浓度的电流,或者测量根据供给了该电流的情况下的该两电极间的钼酸离子浓度的电压,基于所测量的上述电流值或者上述电压值来掌握该吸收液中的上述缓蚀剂的浓度。
为了完成上述第一个技术课题,本发明的第二技术方案的吸收液中的缓蚀剂浓度掌握方法,其掌握添加有以钼酸盐为主要成分的缓蚀剂的吸收液中的该缓蚀剂的浓度,其特征在于,对以浸渍于上述吸收液中的方式设置的作用电极及对极间施加电压或者供给电流,通过使该作用电极的电势向负极方向偏移的阴极极化来产生阴极还原作用,在该作用电极析出二氧化钼之后,通过使该电势向正极方向偏移的阳极极化来产生阳极氧化作用,使析出于该作用电极的该二氧化钼溶解,测量该阴极极化时的阴极电流或者阴极电压以及该阳极极化时的阳极电流或者阳极电压的电流值或者电压值,基于测量得到的阴极电流值或者阴极电压值、以及阳极电流值或者阳极电压值中的至少一个测量值来求出该吸收液中的上述缓蚀剂的浓度。
在上述第二技术方案中,分别优选重复多次上述阴极极化及上述阳极极化,以及测量在对上述作用电极供给恒定电流而恒定电流极化时的该作用电极的电势,基于所测量的电势求出上述吸收液中的缓蚀剂浓度。
为了完成上述第二个技术课题,本发明的第三技术方案的吸收液中的缓蚀剂浓度掌握装置,其掌握添加有以钼酸盐为主要成分的缓蚀剂的吸收液中的该缓蚀剂的浓度,其特征在于:具备:以浸渍于上述吸收液中的方式设置的参比电极、作用电极及对极;以及恒电位仪,该恒电位仪具备极化功能、第一测量功能及第二测量功能,极化功能是指对上述作用电极及上述对极间施加电压或者供给电流,进行使该作用电极的电势向负极方向偏移的阴极极化和使该作用电极的电势向正极方向偏移的阳极极化,第一测量功能是指测量该阴极极化后的情况的阴极电流或者阴极电压,第二测量功能是指测量该阳极极化后的情况的阳极电流或者阳极电压。
在第三技术方案中,分别优选上述参比电极及上述对极为兼用的参比电极兼对极,上述参比电极兼对极由钼金属电极构成,上述作用电极由玻璃碳构成。
为了完成上述第三个技术课题,本发明的第四技术方案的吸收式冷温水机的特征在于,具备上述第三技术方案的吸收液中的缓蚀剂浓度掌握装置。
本发明的效果如下。
对以浸渍于吸收液中的方式设置的两个电极间施加电压或者供给电流,测量根据施加了电压的情况下的流经两个电极间的钼酸离子浓度的电流,或者测量根据供给了该电流的情况下的两电极间的钼酸离子浓度的电压,基于所测量的电流值或者电压值来掌握该吸收液中的上述缓蚀剂的浓度,所以能够高精度地掌握添加有以钼酸盐为主要成分的缓蚀剂的吸收液中的缓蚀剂的浓度。
附图说明
图1是表示具备本发明的实施例一的吸收液中的缓蚀剂浓度掌握装置的双重功效用吸收式冷温水机的概略结构的图。
图2是表示与极化特性有关的实验结构的线图,该极化特性是根据电流密度相对于在包含作为图1所示的吸收式冷温水机内的缓蚀剂的钼酸锂(Li2MoO4)的吸收液中进行了阴极极化的情况下的电压的关系的极化特性。
图3是表示与极化特性有关的实验结构的线图,该极化特性是根据电流密度相对于在包含作为图1所示的吸收式冷温水机内的缓蚀剂的钼酸锂(Li2MoO4)的吸收液中进行了阴极极化后再进行了阳极极化的情况下的电压的关系的极化特性。
图4是表示阳极峰值电流密度相对于图3所说明的钼酸锂(Li2MoO4)的浓度的关系的线图。
图5是表示对图1所示的吸收式冷温水机内的作用电极进行恒定电流极化时的根据电压相对于时间的关系的实验结果的线图。
图6是表示根据电压相对于图5所说明的恒定电流极化进行经过规定时间后的钼酸锂(Li2MoO4)的浓度的关系的实验结果的线图。
图7是表示在图1所示的吸收式冷温水机内的作为兼用于参比电极及对极的参比电极兼对极的吸收液中的钼酸锂(Li2MoO4)的浓度不同的情况下,作用电极对多个吸收液进行阴极极化及阳极极化时根据电流密度相对于电压的关系的实验结果的线图。
图中:
1—高温再生器,2—低温再生器,3—冷凝器,3A、5A—冷却水管,4—蒸发器,4A—冷水管,4B、5B—散布头,5—吸收器,6—换热器,7—溶液泵,8—制冷剂泵,11—参比电极,12—作用电极,13—对极,14—恒电位仪。
具体实施方式
以下,参照附图,对本发明的吸收液中的缓蚀剂浓度掌握方法及装置、以及具备该装置的吸收式冷温水机进行说明。
首先,对本发明的吸收液中的缓释剂浓度掌握方法的技术概要进行简单的说明。本发明的吸收液中的缓蚀剂浓度掌握方法是掌握添加了以钼酸盐为主要成分的缓蚀剂的吸收液中的缓蚀剂的浓度的方法,其技术概要如下:对以浸渍方式插入吸收液中的至少两个电极间施加电压、或者供给电流,测量根据施加电压情况下的流经两电极间的钼酸离子浓度的电流,或者测量根据供给电流情况下的两电极间的钼酸离子浓度的电压,基于测量得到的电流值或者电压值来掌握吸收液中的缓蚀剂的浓度。
具体而言,对以浸渍方式设置于吸收液中的作用电极及对极间施加电压、或者供给电流,通过使作用电极的电势向负极方向偏移的阴极极化来产生阴极还原作用,在作用电极析出二氧化钼(MoO2)之后,通过使电势向正极方向偏移的阳极极化来产生阳极氧化作用,使在作用析出的二氧化钼(MoO2)溶解,测量阴极极化后的阴极电流或者阴极电压,以及阳极极化后的阳极电流或者阳极电压的电流值或者电压值,基于测量得到的阴极电流值或者阴极电压值、以及测量得到的阳极电流值或者阳极电压值中的至少一个测量值来求取吸收液中的缓蚀剂浓度。但是,在这里优选重复多次进行阴极极化及阳极极化。此外,优选测量对于作用电极供给恒定电流来进行恒定电流极化时的作用电极的电势,并基于测量得到的电势来求取吸收液中的缓蚀剂浓度。
若采用该方法,则能够高精度地掌握添加了以钼酸盐为主要成分的缓蚀剂的吸收液中的缓蚀剂浓度。
(实施例一)
图1是表示具备本发明实施例一的吸收液中的缓蚀剂浓度掌握装置的双重功效用吸收式冷温水机的概略结构的图。该双重功效用吸收式冷温水机具备:具备锅炉等加热源的高温再生器1;低温再生器2;冷凝器3;蒸发器4;吸收器5;换热器6;溶液泵7;制冷剂泵8;以及连接这些设备的管道,并且还具备与以浸渍方式设置于高温再生器1内的吸收液中的参比电极11、作用电极12以及对极13连接的恒电位仪14而构成。
其中,参比电极11、作用电极12、以及对极13与恒电位仪14构成使用了上述吸收液中的缓蚀剂浓度掌握方法的缓释剂浓度掌握装置,恒电位仪14具备极化功能、第一测量功能、以及第二测量功能,极化功能是对作用电极12及对极13间施加电压或者供给电流,进行使作用电极12的电势向负极方向偏移的阴极极化与使作用电极12的电势向正极方向偏移的阳极极化的功能,第一测量功能是测量阴极极化后的阴极电流或者阴极电压的功能,第二测量功能是测量阳极极化后的阳极电流或者阳极电压的功能。
低温再生器2具有将在高温再生器1产生的制冷剂蒸气作为加热源的加热管2A,冷凝器3具有冷却水流经管内的冷却水管3A,蒸发器4具有冷水(被冷却介质)流经管内的冷水管4A、以及将从制冷剂泵8送来的制冷剂液体散布到冷水管4A的散布头4B。此外,吸收器5具有冷却水流经管内的冷却水管5A、以及将从高温再生器1及低温再生器2返回的高浓度吸收液(吸收剂的浓度相对高的吸收液)散布至冷却水管5A的散布头5B。
实施例一的双重功效用吸收式冷温水机的换热器6对从溶液泵7排出并送入高温再生器1及低温再生器2的吸收液(低温且稀薄的吸收液)与从高温再生器1及低温再生器2返回吸收器5的吸收液(高温且高浓度的吸收液)进行热交换。该换热器一般具有高温换热器功能与低温换热器功能,高温换热器功能是指对送入高温再生器1的吸收液与从高温再生器1返回的吸收液进行热交换的功能,低温换热器功能是指对送入低温再生器2的吸收液与从低温再生器2返回的吸收液进行热交换的功能。
此外,溶液泵7从吸收器6吸入稀薄的吸收液,经由热交换器6供给至高温再生器1及低温再生器2。附带地,能够构成为:分支出从溶液泵7的排出侧与散布头5B连通的管道,将吸收液的一部分导入吸收器5的散布头5B并散布至吸收器5内。
上述构成的双重功效用吸收式冷温水机,在设备内维持高度真空,向高温再生器1内注入吸收液。该吸收液将溴化锂(LiBr)水溶液作为吸收剂,该溴化锂(LiBr)水溶液将水作为制冷剂,并且,添加有将钼酸锂(钼酸盐)作为主要成分的缓蚀剂。
若对双重功效吸收式冷温水机的动作进行说明,则为利用锅炉的燃烧热加热高温再生器1内的吸收液并产生制冷剂蒸气,将该制冷剂蒸气导入低温再生器2的加热管2A,对低温再生器2内的吸收液进行加热并产生制冷剂蒸气。加热管2A内的制冷剂以及由低温再生器2产生的制冷剂蒸气流入冷凝器3内,被流经冷却水管3A内的冷却水冷却,成为冷却后的制冷剂液体。该制冷剂液体从蒸发器4的散布头4B向冷水管4A散布,从流经冷水管4A的被冷却介质中夺取气化潜热而冷却被冷却介质。该冷却后的被冷却介质用于制冷及空调而在省略了图示的室内风机盘管单元中循环。
此外,由蒸发器4蒸发的制冷剂蒸气流入吸收器5,与从散布头5B散布出来的吸收液(高浓度的吸收液)直接接触,并且被流经冷却水管5A的冷却水冷却,由此制冷剂蒸气被吸收液吸收,成为浓度低(换言之,制冷剂变多)的稀薄吸收液。在吸收器5生成的稀薄吸收液被溶液泵7送入低温再生器2及高温再生器1。
并且,在实施例一的缓蚀剂浓度掌握装置中,虽然对将各种电极以浸渍方式设置于高温再生器1内的吸收液中的情况进行了说明,但是各种电极的设置场所并不限定于高温再生器1内,当然也可以为低温再生器2内、吸收器5内、或者吸收液进行循环的管道内等。至于各种电极,能够举出利用了带冷却套筒的银-氯化银电极等的参比电极11、玻璃碳制的作用电极12、珀金制的对极13的情况。恒电位仪14具备上述那样的对作用电极12及对极13间施加电压、或者供给电流的功能以外,具有使作用电极12的电势向负极方向偏移的阴极极化功能、反之向正极方向极化的阳极极化功能、测量阴极极化时的阴极电流或者阴极电压的第一测量功能、以及测量阳极极化时的阳极电流或者阳极电压的第二测量功能。
就以浸渍的方式设置于高温再生器1的吸收液中的参比电极11、作用电极12、对极13而言,参比电极11与恒电位仪14连接,但是电流无法流动,用于求取基准电势而设置。作用电极12与对极13以能够赋予电压(电势差)或者电流的方式与恒电位仪14连接。
在为了掌握缓蚀剂的浓度而利用第一测量功能、第二测量功能来测量电流或者电压的情况下,在第一测量功能中利用使作用电极12的电势向负极方向偏移的阴极极化,产生阴极还原作用,从而在作用电极12析出二氧化钼(MoO2)。此外,在之后的第二测量功能中,利用使作用电极12的电势向正极方向偏移的阳极极化,产生阳极氧化作用,从而溶解出析出于作用电极12的二氧化钼(MoO2)。总而言之,在对作用电极12进行阴极极化后,再进行阳极极化操作,但是优选重复两次以上上述操作。恒电位仪分别利用第一测量功能测量进行阴极极化后的阴极电流或者阴极电压,利用第二测量功能测量进行阳极极化后的阳极电流或者阳极电压。
若基于由恒电位仪14测量得到的阴极电流值、阳极电流值中的至少一个电流值,或者阴极电压值、阳极电压值中的至少一个电压值,参照各电流值或者各电压值与缓蚀剂浓度的关系曲线,则能够准确地检测并掌握双重功效用吸收式冷温水机内的吸收液中的缓蚀剂的浓度。
虽然在上述的例子中对测量电流值或者电压值的情况进行了说明,但是作为供给至作用电极12的恒定电流密度,供给例如141μA(微安)/cm2的恒定电流,测量作用电极12的电极电势(作用电极12及对极13之间的电压)随时间的变化,基于测量得到的电压值,参照电压值与缓蚀剂浓度的关系曲线,从而能够检测(掌握)双重功效用吸收式冷温水机内的吸收液中的缓蚀剂的浓度。
实施例一的双重功效用吸收式冷温水机是三电极型的系统,但是在这种情况下存在必须在设备内插入可靠的参比电极11的课题,作为更加简单的结构的双电极型系统,若能够检测(掌握)包含钼酸盐的缓蚀剂的浓度,则可以期待更高的实用性。在测量与吸收液中的缓蚀剂浓度对应的电流或者电压的基础上三电极型系统是最优选的实施方式,但是在工作于吸收式冷温水机这样高温的情况下,在高温下能够稳定地应答的参比电极11的结构变得复杂,所以考虑到实用性,优选做成由兼用于对极13与参比电极11的参比电极兼对极、和作用电极构成的双电极系统。
在构成为双电极系统的情况下,在对极13的极化曲线的形状不依赖于吸收液中的钼酸缓蚀剂浓度时,若电流密度恒定则对极13的电势为恒定值而保持恒定,所以通过所谓的电压控制能够进行作用电极12的电势控制,能够做成兼用于对极12与参比电极11的参照电极兼对极。此外,在使电流流经作用电极12的情况下,若充分地增加对极13的面积则电流密度变小,实质上极化变小,电势保持恒定,所以能够做成兼用于对极13与参比电极11的参比电极兼对极。
附带地,通过实验已经确认在上述各电流值与钼酸缓蚀剂浓度之间、各电压值与钼酸缓蚀剂浓度之间具有一定的关系,所以以下对各电流值或者各电压值与缓蚀剂浓度的关系进行说明。
图2是表示与极化特性有关的实验结构的线图,该极化特性是根据电流密度相对于在包含上述吸收式冷温水机内的缓蚀剂的钼酸锂(Li2MoO4)的吸收液中进行了阴极极化的情况下的电压的关系的极化特性。图3是表示与极化特性有关的实验结构的线图,该极化特性是根据电流密度相对于在包含作上述吸收式冷温水机内的缓蚀剂的钼酸锂(Li2MoO4)的吸收液中进行了阴极极化后再进行了阴极极化的情况下的电压的关系的极化特性。图4是表示阳极峰值电流密度相对于图3所说明的钼酸锂(Li2MoO4)的浓度的关系的线图。图5是表示对上述吸收式冷温水机内的作用电极12进行恒定电流极化时的根据电压相对于时间的关系的实验结果的线图。图6是表示根据电压相对于图5所说明的恒定电流极化进行经过规定时间后的钼酸锂(Li2MoO4)的浓度的关系的实验结果的线图。图7是表示在图1所示的吸收式冷温水机内的作为兼用于参比电极及对极的参比电极兼对极的吸收液中的钼酸锂(Li2MoO4)的浓度不同的情况下,作用电极对多个吸收液进行阴极极化及阳极极化时根据电流密度相对于电压的关系的实验结果的线图。
但是,在图2~图6中,将在17.3mol·kg-1的溴化锂(LiBr)的水溶液中加入0.1mol·kg-1的溴化锂(LiBr)而得到的水溶液作为基本液,并使用在其中根据需要作为缓蚀剂添加了1×10-4~3×10-3mol·kg-1的钼酸锂(Li2MoO4)而得到的吸收液。此外,在图2、图3、图5及图7中,曲线A表示未添加缓蚀剂的吸收液的情况,曲线B表示缓蚀剂浓度为1×10-4mol·kg-1的吸收液的情况,曲线C表示缓蚀剂浓度为5×10-4mol·kg-1的吸收液的情况,曲线D表示缓蚀剂浓度为1×10-3mol·kg-1的吸收液的情况,曲线E表示缓蚀剂浓度为3×10-3mol·kg-1的吸收液的情况。另外,就曲线A~E而言,各图都分别表示对相同缓蚀剂浓度的测量结果,但是即使是相同的曲线A,所使用的线的种类因图的不同而不同。曲线B、C、D、E也同样。此外,在图2及图3中,电压(电势差)表示与参比电极11的差。
参照图2,在这里具体为在向上述吸收液中吹入了氩气而进行了脱气的状态下,在40℃的吸收液中,在作用电极12使用玻璃碳,在对极13使用铂金板,在参比电极11使用带水冷套筒的银(Ag)-氯化银(AgCl)电极,表示利用动电势法进行了阴极极化的情况下的钼酸锂(Li2MoO4)的缓蚀剂浓度与阴极极化特性的关系。关于阴极极化特性,纵轴为电流密度(i/μAcm-2),横轴为作为电压(电势差)的电位(E/V vs.Ag/AgCl),曲线A表示未添加缓蚀剂的吸收液的情况,曲线B表示缓蚀剂浓度为1×10-4mol·kg-1的吸收液的情况,曲线C表示缓蚀剂浓度为5×10-4mol·kg-1的吸收液的情况,曲线D表示缓蚀剂浓度为1×10-3mol·kg-1的吸收液的情况,曲线E表示缓蚀剂浓度为3×10-3mol·kg-1的吸收液的情况。
从图2,可知电压-1.2伏以下时电流密度明显地依赖于缓蚀剂浓度。这是因为在玻璃碳上生成了吸收液中的二氧化钼的还原产物。在这样的阴极极化特性中,若测量-1.2伏以下的电流密度,则能够检测(掌握)吸收液中的缓蚀剂浓度。
若参照图3,则这里具体地表示了使用与上述实施例一中所说明的情况相同的吸收液,在150℃进行阴极极化后,接着从-1.4伏向阳极方向返回而进行阳极极化的情况中的钼酸锂(Li2MoO4)浓度(缓蚀剂浓度)与极化特性的关系。关于图3中的极化特性,纵轴、横轴及各曲线A、C、D、E与图2中说明的情况相同。
从图3可知,关于极化特性,在电压为-0.6伏附近一旦阴极电流转化为阳极电流出现峰值,之后在0伏附近以上成为阳极电流。电压为-0.6伏附近的阳极电流峰值是由于因阴极极化在玻璃碳上析出的作为MoO4 2-的还原产物的二氧化钼(MoO2)被再次氧化而溶解。出现该峰值电流的电势根据吸收液的温度会产生偏移,但是实质上不存在问题。如图3所明确表示,电压为-0.6伏附近的峰值电流密度明确地依赖于缓蚀剂浓度,所以若测量该峰值电流密度,则能够检测(掌握)吸收液中的缓蚀剂的浓度。
若参照图4,则整理并表示了图3所示的峰值电流密度与缓蚀剂浓度的关系,纵轴为电流密度(i/μAcm-2),横轴为钼酸锂(Li2MoO4)浓度(缓蚀剂浓度)(m/mol·kg-1)。根据图4,上述的缓蚀剂浓度与峰值电流密度大致为直线关系,在阴极极化后向阳极方向折回,进行阳极极化,从而能够检测(掌握)吸收液中的缓蚀剂浓度。
若参照图5,则在这里具体地表示了使用与图2、3的情况相同的吸收液,在25℃下对作用电极(玻璃碳电极)12施加了141μA/cm2的恒定电流密度时的电极电势(电压)随时间的变化,纵轴是作为电压(电势差)的电位(E/Vvs.Ag/AgCl),横轴是时间(秒t/s)。从图5可知,关于各曲线B、C、D、E,作用电极(玻璃碳)12的电压(电势差)显示出因缓蚀剂浓度不同而存在明确的差。
若参照图6,则整理并表示了从图5的状态150秒后的作用电极(玻璃碳)12的电压(电势差)与缓蚀剂浓度的关系,纵轴是作为电压(电势差)的电位(E/V vs.Ag/AgCl),横轴为钼酸锂(Li2MoO4)浓度(缓蚀剂浓度)(m/mol·kg-1)。根据图6,由于缓蚀剂浓度与作用电极(玻璃碳)12的电压(电势差)大致为直线关系,能够通过对由玻璃碳构成的作用电极12进行恒定电流极化来检测(掌握)吸收液中的缓蚀剂浓度。
若参照图7,则在这里具体为阳极由钼金属电极构成的参比电极兼对极,阴极为由玻璃碳电极构成的作用电极12的双电极系统,分别表示了313K(40℃)的吸收液中的钼酸锂(Li2MoO4)的缓蚀剂浓度分别在曲线A中为零、在曲线B中为1×10-4mol·kg-1、在曲线C中为5×10-4mol·kg-1、在曲线D中为1×10-3mol·kg-1、在曲线E中为3×10-3mol·kg-1的情况下的电流电势曲线。在图7中,纵轴为电流密度(i/μAcm-2),横轴为作为电势的电位(E/Vvs.Ag/AgCl),另外,左侧体现了表示对作用电极12进行阴极极化时的阴极电流的阴极极化特性,右侧体现了表示对作用电极12进行阳极极化时的参照电极兼对极的阳极电流的阳极极化特性。
从图7可知,阴极极化特性中的各曲线的形状在缓蚀剂浓度为0~3×10-3mol·kg-1的范围中,依赖于缓蚀剂浓度,阴极电流增加,并且增加程度根据缓蚀剂浓度成为不同的倾向。与此相对,阳极极化特性中的各曲线的形状与缓蚀剂浓度无关,在任意情况下都大致相同,为恒定。因此,以相同电流密度(值任意)进行电解时的阳极与阴极的电势差D(图7中所示的相同电流密度的阳极极化特性与阴极极化特性的间隔)因缓蚀剂浓度不同而为不同的值,所以根据该电势差D能够检测(掌握)吸收液中的缓蚀剂的浓度。即,通过将钼金属电极作为参比电极兼对极的双电极型系统,能够检测(掌握)添加了包含钼酸盐的缓蚀剂的吸收液中的缓蚀剂的浓度。
另外,在实施例一的双重功效用吸收式冷温水机中,说明了作为作用电极12使用玻璃碳电极的情况,但是作用电极并不限定于玻璃碳,若为在溴化锂(LiBr)水溶液中不具有活性且稳定的物质,可以采用其他材质,能够使用例如碳、钼、铂金等,在这样的情况下也能够获得与实施例一所说明的情况相同的作用效果。
无论如何,根据实施例一的双重功效用吸收式冷温水机,对以浸渍方式设置于高温再生器1内的两个电极(作用电极12及对极13)间,通过恒电位仪14施加电压或者供给电流,利用极化功能,使作用电极12的电势向负方向偏移的阴极极化,而产生阴极还原作用,在作用电极12析出二氧化钼(MoO2)后,通过向正方向偏移的阳极极化,产生阳极氧化作用,使在作用电极12析出的二氧化钼(MoO2)溶解。此时,恒电位仪14同时对利用第一测量功能测量阴极极化时的阴极电流或者阴极电压,以及利用第二测量功能测量阳极极化时的阳极电流或者阳极电压中的至少一方进行测量,所以基本不会受到因在各种电极形成的氧化覆膜的影响,能够测量与主要成分为钼酸盐的缓蚀剂浓度对应的、在作用电极12及对极13间施加了电压的情况下的与两电极间流动的钼酸离子浓度对应的电流(阴极电流、阳极电流)、或者供给电流的情况下的与两电极间流动的钼酸离子浓度对应的电压(阴极电压、阳极电压)。由此,能够高精度地检测(掌握)缓蚀剂浓度。此外,由于由兼用于参比电极11与对极13的参比电极兼对极、和作用电极12构成双电极型系统,能够高精度地检测(掌握)缓蚀剂浓度,所以即使电极少也没有问题,能够简单地安装至设备上,所以在实用上极其有用。并且,由于能够高精度地检测(掌握)缓蚀剂浓度,所以能够提供耐腐蚀性及可靠性高的吸收式冷温水机。
Claims (10)
1.一种吸收液中的缓蚀剂浓度掌握方法,其掌握添加有以钼酸盐为主要成分的缓蚀剂的吸收液中的该缓蚀剂的浓度,其特征在于,
对以浸渍于上述吸收液中的方式插入的、且由玻璃碳、碳、铂金、钼中任意一种材料构成的作用电极和由钼金属构成的参比电极兼对极的、至少两个电极间施加电压或者供给电流,测量根据施加了该电压的情况下的流经该两个电极间的钼酸离子浓度的电流,或者测量根据供给了该电流的情况下的该两电极间的钼酸离子浓度的电压,基于所测量的上述电流值或者上述电压值来掌握该吸收液中的上述缓蚀剂的浓度。
2.一种吸收液中的缓蚀剂浓度掌握方法,其掌握添加有以钼酸盐为主要成分的缓蚀剂的吸收液中的该缓蚀剂的浓度,其特征在于,
对以浸渍于上述吸收液中的方式设置的作用电极及对极间施加电压或者供给电流,通过使该作用电极的电势向负极方向偏移的阴极极化来产生阴极还原作用,在该作用电极析出二氧化钼之后,通过使该电势向正极方向偏移的阳极极化来产生阳极氧化作用,使析出于该作用电极的该二氧化钼溶解,测量该阴极极化时的阴极电流或者阴极电压以及该阳极极化时的阳极电流或者阳极电压的电流值或者电压值,基于所测量的阴极电流值或者阴极电压值、以及阳极电流值或者阳极电压值中的至少一个测量值来求出该吸收液中的上述缓蚀剂的浓度。
3.根据权利要求2所述的吸收液中的缓蚀剂浓度掌握方法,其特征在于,
重复多次上述阴极极化及上述阳极极化。
4.根据权利要求2所述的吸收液中的缓蚀剂浓度掌握方法,其特征在于,
测量在对上述作用电极供给恒定电流而恒定电流极化时的该作用电极的电势,基于所测量的电势求出上述吸收液中的缓蚀剂浓度。
5.一种吸收液中的缓蚀剂浓度掌握装置,其掌握添加有以钼酸盐为主要成分的缓蚀剂的吸收液中的该缓蚀剂的浓度,其特征在于,具备:
以浸渍于上述吸收液中的方式设置的参比电极、作用电极及对极;以及
恒电位仪,该恒电位仪具备极化功能、第一测量功能及第二测量功能,极化功能是指对上述作用电极及上述对极间施加电压或者供给电流,进行使该作用电极的电势向负极方向偏移的阴极极化和使该作用电极的电势向正极方向偏移的阳极极化,第一测量功能是指测量该阴极极化后的情况的阴极电流或者阴极电压,第二测量功能是指测量该阳极极化后的情况的阳极电流或者阳极电压,
上述阴极极化是通过产生阴极还原作用使该作用电极上析出二氧化钼,
上述阳极极化是利用上述阴极极化析出二氧化钼后,在产生阳极氧化作用下溶解该作用电极上析出的该二氧化钼。
6.根据权利要求5所述的吸收液中的缓蚀剂浓度掌握装置,其特征在于,
上述参比电极及上述对极为兼用的参比电极兼对极。
7.根据权利要求6所述的吸收液中的缓蚀剂浓度掌握装置,其特征在于,
上述参比电极兼对极由钼金属电极构成。
8.根据权利要求5~7中任一项所述的吸收液中的缓蚀剂浓度掌握装置,其特征在于,
上述作用电极由玻璃碳构成。
9.一种吸收式冷温水机,其特征在于,
具备权利要求5~7中任一项所述的吸收液中缓蚀剂浓度掌握装置。
10.根据权利要求9所述的吸收式冷温水机,其特征在于,
上述作用电极由玻璃碳构成。
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