CN108436717A - 一种实验室用电极打磨装置及打磨方法 - Google Patents

一种实验室用电极打磨装置及打磨方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种实验室用电极打磨装置，包括支架，在支架上设置有电极安装部，在电极安装部下方设置有摇床，在摇床的工作台面设置有抛光布，电极固定于电极安装部上使电极打磨端与抛光布之间呈现无压力垂直接触状态；电极安装部包括安装盘，在安装盘中部设置有用于投放抛光液的加料孔，在安装盘边缘与加料孔之间设置有多个电极安装孔。采用本发明打磨装置打磨电极，不仅能够实现高通量多根电极同时打磨，而且能够缩小打磨后的电极组间差异，特别是针对多根电极同时打磨，电极组间电阻差异率小，解决了人工打磨不均的问题，提高了组内实验个体的稳定性。

Description

一种实验室用电极打磨装置及打磨方法
技术领域
本发明涉及一种打磨装置，具体涉及一种实验室用电极打磨装置及打磨方法。
背景技术
在电化学试验(如伏安法检测)中，需要经常使用玻碳电极、金电极、石墨电极、银电极等电极，并在电极表面修饰探针，表面活性剂等各种会改变电子转移率的化学物质或者生物制剂，通过检测电阻而实现对靶物质的检测。完成实验后，这些化学物质或者生物制剂会牢固的吸附在电极表面，必须通过打磨才可以消除。
目前，常用的实验室用电极打磨方法为手工打磨：首先在麂皮上撒上少量0.3um的抛光粉(Al2O3)，然后滴加上少量的去离子水，稍微搅匀；之后单手竖直握住电极，手臂肘部均匀用力，使电极端部在麂皮上慢速往复或单向移动，直至电极端部打磨成镜面。如前所述，采用手工打磨电极的方法虽然可行，但存在打磨过程费时费力、打磨后的电极组间差异大等缺点。除此之外，CN106826471A公开了一种铂电极打磨装置，由铂电极打磨底座组件、左升降组件、铂电极安装架组件、右升降组件组成的，所述的左升降组件安装在铂电极打磨底座组件上，右升降组件安装在铂电极打磨底座组件上，铂电极安装架组件安装在左升降组件和右升降组件上。该打磨装置虽然在一定程度上提高了打磨速度及质量，但其结构复杂，且只能打磨单根电极。
发明内容
为解决上述问题，本发明目的之一在于提供一种实验室用电极打磨装置，本发明电极打磨装置结构简单，能实现多根电极同时打磨，且打磨后的电极组间差异小。
本发明的目的是采用如下所述技术方案实现的。
一种实验室用电极打磨装置，包括支架，在支架上设置有电极安装部(用于安装电极的部件)，在电极安装部下方设置有摇床，在摇床的工作台面设置有抛光布，电极固定于电极安装部上使电极打磨端与抛光布之间呈现无压力垂直接触状态；所述电极安装部包括安装盘，在安装盘中部设置有用于投放抛光液的加料孔，在安装盘边缘与加料孔之间设置有多个电极安装孔。
为进一步缩小打磨后的电极组间差异，上述电极安装孔靠近安装盘边缘设置，在安装盘侧壁设置有与电极安装孔相互贯通的定位孔，并在定位孔内配合设置有紧固件，以实现电极安装定位。
为进一步优化电极打磨效果，上述电极安装孔的数量为8-18个，更优选10-15个。
本发明目的之二在于提供一种实验室用电极的打磨方法，采用本发明打磨装置对电极进行打磨。本发明实验室用电极的打磨方法，采用如下步骤：
步骤1：先将所用电极依次插入电极安装部的电极安装孔中，使所有电极的打磨端保持平齐，然后将紧固件插入定位孔内使电极牢牢固定；
步骤2：将支架放置于摇床一侧，将固定好电极的安装盘水平安装在支架上，即用钳夹夹住安装盘，并使钳夹与铁架相互垂直；
步骤3：将抛光布铺设并固定在安装盘下方的摇床工作台面，调整电极打磨端与抛光布之间的间距使电极打磨端与抛光布之间呈现无压力垂直接触状态；
步骤4：通过安装盘中部的加料孔向抛光布表面滴加抛光液，然后启动摇床开关，并通过调速旋钮调整合适转速开始打磨电极。
进一步地，上述抛光液采用1.5、0.5和/或0.05μm粒度的ɑ-Al2O3粉底。
进一步地，上述抛光布采用Microcloth抛光绒布。
本发明有益效果：本发明提供的一种实验室用电极打磨装置，相比于现有电极打磨装置，本发明打磨装置结构非常简单，容易制作，且制作成本低，采用实验室常用的铁架台、钳夹、螺钉、圆盘、普通摇床、抛光布等普通实验器材即可快速组装而成，能够节约大量实验设备经费。采用本发明打磨装置打磨电极，不仅能够实现高通量多根电极同时打磨，而且能够缩小打磨后的电极组间差异，特别是针对多根电极同时打磨，电极组间电阻差异率小(R.S.D＝0.89)，解决了人工打磨不均的问题，提高了组内实验个体的稳定性。本发明打磨装置仅需采用粗抛光布就能够达到优异的打磨效果，而无需使用麂皮或其它细小粒目的抛光布，能够节约大量抛光材料成本。采用本发明打磨装置打磨电极，实用性强，不仅能够大幅缩短电极打磨时间，节约大量实验准备时间，提高实验效率，而且能够节约大量人力，大幅降低电极打磨强度，使得电极打磨过程更为快捷、轻松，有利于在实验室广泛推广使用。
附图说明
图1是本发明实施例1中打磨装置的示意图；
图2是图1中打磨装置安装盘的示意图；
图3是检测打磨装置打磨的电极的组内差异图；
图4是比较手工法打磨与机械法打磨的组间差异图；
图5是检测打磨盘1-18孔优化的组间差异图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，在此指出以下实施例不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域普通技术人员根据本发明的内容作出一些非本质的改进和调整，均在本发明保护范围内。
实施例1
一种实验室用电极打磨装置，如图1所示，包括支架1，在支架1上设置有电极安装部2，具体地，支架1由铁架台和钳夹构成，铁架台竖直安装，钳夹水平安装在铁架上，并确保钳夹与铁架相互垂直，电极安装部2安装在钳夹上；在电极安装部2下方设置有摇床4，摇床4型号为Orbital Shaker TS-1，摇床4上设置有调节摇床转速的调速旋钮6以及控制摇床4启动、停止的摇床开关7；在摇床4的工作台面固定设置有抛光布5，抛光布5优选为Microcloth抛光绒布，电极3固定于电极安装部2上使电极3的打磨端与抛光布5之间呈现无压力垂直接触状态。采用该技术方案打磨电极，不仅能够缩小打磨后的电极组间差异，而且使得电极打磨过程更为轻松、快捷。
为进一步缩小打磨后的电极组间差异，如图2所示，上述电极安装部2包括圆形安装盘201，在安装盘201中部设置有用于投放抛光液的圆形加料孔202，在安装盘201边缘与加料孔202之间设置有12个电极安装孔203；进一步地，电极安装孔203靠近安装盘201边缘均匀设置，在安装盘201侧壁设置有与电极安装孔203相互贯通的定位孔204，并在定位孔204内配合设置有紧固件205，本实施例中定位孔204采用螺孔，紧固件205采用与螺孔相配合的螺栓，以实现电极3安装定位。
采用本发明打磨装置打磨实验室用电极，具体步骤如下：
步骤1：先将所用电极3依次插入电极安装部2的电极安装孔203中，并且使所有电极3的打磨端保持平齐，然后将紧固件205插入定位孔204内使电极3牢牢固定；
步骤2：将支架1放置于摇床4一侧，将固定好电极3的安装盘201水平安装在支架1上，即用钳夹夹住安装盘201，并使钳夹与铁架相互垂直；
步骤3：将抛光布5铺设并固定在安装盘201下方的摇床4工作台面，调整电极3打磨端与抛光布5之间的间距使电极3打磨端与抛光布5之间呈现无压力垂直接触状态；
步骤4：通过安装盘201中部的加料孔202向抛光布5表面滴加抛光液，然后启动摇床开关7，并通过调速旋钮6调整合适转速开始打磨电极。
实施例2
为进一步说明本发明打磨装置打磨效果，采用本发明实施例1中打磨装置及操作步骤同时打磨12根金电极，打磨时间5分钟，打磨完毕后在电化学工作站利用阻抗法检测每根金电极的电阻值，以相应电极打磨前的电极电阻值作为对照，结果见表1和图3。
表1采用发明实施例1打磨装置打磨12根金电极
由表1和图3可知，利用本发明实施例1中打磨装置打磨12根金电极，打磨后金电极电阻值组内比较无明显差异，组内差异率仅为R.S.D＝0.89。
实施例3
为进一步说明本发明打磨装置打磨效果，采用本发明打磨装置参照实施例1中操作步骤打磨三组金电极，每组电极数量为12根(该打磨电极为电化学试验后的剩余电极，表面附着DNA探针)，打磨完毕后在电化学工作站利用阻抗法检测每根金电极电阻值；采用背景技术中手工打磨方式打磨三组金电极，打磨时间5分钟，打磨完毕后在电化学工作站利用阻抗法检测每根金电极电阻值。选择6号电极安装孔中的电极电阻值与手工打磨5分钟(打磨三组)后的电极电阻值进行对比，以同组电化学实验中打磨前的电极电阻值作为对照。结果见表2和图4。
表2采用本发明打磨装置和手工打磨方式打磨组金电极
电极 组1 组2 组3 平均值 SD值
打磨前(ohm) 2656 3211 3420 1796 无
机器(ohm) 146.5 147.3 147.1 146.96 0.416
手工(ohm) 182.9 185.3 189.2 185.8 3.179
由表2和图4可知，采用手工方式打磨3组金电极(手工组)组内差异较大，采用本发明实施例1中打磨装置打磨的3组金电极(机器组)组内差异较小，且手工组电阻值明显高于采用本发明实施例1中打磨装置打磨电极后的电阻值。
实施例4
为了考察不同电极安装孔的打磨装置打磨效果，一种实验室用电极打磨装置，参照实施例1，其中，选取安装盘边缘与加料孔之间设置有1-18个电极安装孔的18个安装盘。
为进一步说明本发明打磨装置打磨效果，采用本实施例中打磨装置参照实施例1中操作步骤分别对1-18组金电极进行打磨，第1组金电极数量为1根(对应1个安装孔)，第二组金电极数量为2根(对应2个安装孔)，以此类推，第18组金电极数量为18根(对应18个安装孔)，每组金电极打磨时间5分钟，打磨完毕后测试每组金电极的平均电阻值，以同组电化学实验中打磨前的电极电阻值作为对照。测试结果见表3和图5。
表3采用本实施例中打磨装置打磨18组金电极
由表3和图5可知，随着安装盘上金电极数量增加，打磨后的金电极电阻值先逐渐变小后逐渐增大，当设置12根金电极时，打磨后得金电极电阻值最低，导电性能最佳，即打磨效果最佳。

Claims (8)

1.一种实验室用电极打磨装置，其特征在于：包括支架（1），在支架（1）上设置有电极安装部（2），在电极安装部（2）下方设置有摇床（4），在摇床（4）的工作台面设置有抛光布（5），电极（3）固定于电极安装部（2）上使电极打磨端与抛光布（5）之间呈现无压力垂直接触状态；所述电极安装部（2）包括安装盘（201），在安装盘（201）中部设置有用于投放抛光液的加料孔（202），在安装盘（201）边缘与加料孔（202）之间设置有多个电极安装孔（203）。
2.根据权利要求1所述的实验室用电极打磨装置，其特征在于：所述电极安装孔（203）靠近所述安装盘（201）边缘设置，在所述安装盘（201）侧壁设置有与所述电极安装孔（203）相互贯通的定位孔（204），并在定位孔（204）内配合设置有紧固件（205），以实现电极（3）安装定位。
3.根据权利要求2所述的实验室用电极打磨装置，其特征在于：所述电极安装孔（203）的数量为8-18个。
4.根据权利要求1、2或3所述的实验室用电极打磨装置，其特征在于：所述抛光布（5）采用粗抛光布。
5.根据权利要求4所述的实验室用电极打磨装置，其特征在于：所述支架（1）由铁架台和钳夹构成。
6.一种实验室用电极打磨方法，其特征在于：采用如权利要求1-5任一权利要求所述的打磨装置进行打磨，具体步骤如下：
步骤1：先将所用电极（3）依次插入电极安装部（2）的电极安装孔（203）中，使所有电极（3）的打磨端保持平齐，然后将紧固件（205）插入定位孔（204）内使电极（3）牢牢固定；
步骤2：将支架（1）放置于摇床（4）一侧，将步骤1中固定好电极（3）的安装盘（201）水平安装在支架（1）上；
步骤3：将抛光布（5）铺设并固定在安装盘（201）下方的摇床工作台面，调整电极打磨端与抛光布（5）之间的间距使电极打磨端与抛光布（5）之间呈现无压力垂直接触状态；
步骤4：通过安装盘（201）中部的加料孔（202）向抛光布（5）表面滴加抛光液，然后启动摇床开关（7），并通过调速旋钮（6）调整合适转速开始匀速打磨电极。
7.根据权利要求6所述的实验室用电极打磨方法，其特征在于：所述抛光液采用1.5、0.5和/或0.05μm粒度的ɑ-Al2O3粉底。
8.根据权利要求7所述的实验室用电极打磨方法，其特征在于：所述抛光布采用Microcloth抛光绒布。
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