CN108693230A - 一种快速检测强碱性溶液中硫离子浓度的装置和方法 - Google Patents

一种快速检测强碱性溶液中硫离子浓度的装置和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108693230A
CN108693230A CN201810545838.7A CN201810545838A CN108693230A CN 108693230 A CN108693230 A CN 108693230A CN 201810545838 A CN201810545838 A CN 201810545838A CN 108693230 A CN108693230 A CN 108693230A
Authority
CN
China
Prior art keywords
concentration
sulphion
cathode
anode
solution
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810545838.7A
Other languages
English (en)
Inventor
王云海
蒲开波
陈庆云
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xian Jiaotong University
Original Assignee
Xian Jiaotong University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xian Jiaotong University filed Critical Xian Jiaotong University
Priority to CN201810545838.7A priority Critical patent/CN108693230A/zh
Publication of CN108693230A publication Critical patent/CN108693230A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/28—Electrolytic cell components
    • G01N27/30—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)

Abstract

一种快速检测强碱性溶液中硫离子浓度的装置和方法，包括阳极、阴极和腔室，阳极采用碳刷、碳布、石墨、铂、钛基金属氧化物涂层电极，阴极采用具有良好的催化氧电化学还原性能的电极。阳极和阴极组成单腔室电化学池，将含硫碱性溶液注入腔室中，当电化学系统稳定后，由于氧化还原电势的存在，阳极表面具有强还原性的硫离子使得阳极显示一定的电位，阴极表面具有较强氧化性的氧气使得阴极显示一定的电位，电化学池总体显示一定的开路电压，且开路电压的数值与溶液中硫离子的浓度有关。通过测定电极两端的开路电压就能够快速测定溶液中硫离子的浓度。

Description

一种快速检测强碱性溶液中硫离子浓度的装置和方法
技术领域
本发明涉及一种硫离子浓度的检测装置和方法，特别涉及一种快速检测强碱性溶液中硫离子浓度的装置和方法
背景技术
氧化铝生产工艺中采用浓碱液浸出法从铝土矿中提取铝，在此工艺中铝土矿中的硫以S2-形式进入浸出液，从而进入氧化铝生产工艺流程。鉴于溶液中S2-会对后续工艺产生负面影响，需要检测溶液中硫离子浓度。由于该溶液的强碱性以及含有铝酸钠等杂质，传统的硫离子浓度测定操作流程繁杂，用时较长。目前，测量硫离子浓度常用的方法是对氨基二甲基苯胺光度法，在含高铁离子的酸性溶液中，硫离子与对氨基二甲苯胺作用，生成亚甲蓝，颜色深度与水中硫离子浓度成正比，通过分光光度法来测定溶液中硫离子浓度，但该技术操作过程繁杂，测量精度易受其他氧化剂或还原剂的影响，且测量精度范围有限。鉴于氧化铝行业含硫溶液具有强碱性和硫离子浓度高的特点，目前工业实际应用中，主要采用碘量法测量硫离子的浓度。但是，碘量法在实际应用中存在较大缺陷，例如，操作过程繁杂耗时，需要经过沉淀、滴定等步骤，此外，测量精度受人为影响较大。离子选择性电极法尽管测量方便，但不适用于强碱性溶液，而且测量精度不高。因此针对此类溶液迫切需要开发一种简单快速测定硫离子的方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高效、简洁的快速检测强碱性溶液中硫离子浓度的装置和方法。
为达到上述目的，本发明的装置包括：包括置于壳体内的由阳极和阴极组成的电化学池；其中阳极采用在强碱性溶液中稳定的惰性电极材料，阴极采用具有催化氧电化学还原性能的电极。
所述的阳极采用碳刷、碳布、碳毡、碳棒、石墨、铂、钛基金属氧化物涂层电极。
所述的阴极采用空气扩散阴极、碳阴极或负载有镍、银、铂、氧化锰催化剂的电极。
采用上述装置快速检测强碱性溶液中硫离子浓度的方法如下：首先将强碱性含硫溶液注入到电化学池腔室中，将阳极和阴极的引线分别连接至电压表上测量电化学池的开路电压，开路电压与溶液中硫离子的浓度呈正相关，测量前对装置进行标定，标定完后，根据测量的一系列标准浓度溶液的开路电压值可以得到电压和浓度之间的关系，在测量过程中根据开路电压的大小确定强碱性溶液中硫离子浓度
所述的强碱性含硫溶液中氢氧根离子的浓度大于0.01mol/L。
由于强碱性溶液中的硫离子具有强还原性，本发明利用其不同浓度在阳极产生不同的氧化还原电位，与氧气还原阴极组成的电化学池存在一定的开路电压，且开路电压的大小与溶液中的硫离子浓度有关。故利用硫离子与开路电压间的关系，通过测量开路电压能够快速测定溶液中硫离子的浓度。
附图说明
图1是本发明检测装置的原理图；
图2是本发明传感器两端开路电压平台随溶液中硫离子浓度的变化曲线图；
图3是本发明检测器两端开路电压随溶液中硫离子浓度的变化规律曲线图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
参见图1，以刷毛直径3cm、长度3cm的碳刷为阳极，以有效面积3cm2的空气扩散电极为阴极(铂/碳催化剂负载量1mg/cm2)，空气扩散电极一面面向空气，另一面面向被检测溶液，反应器腔室(有效容积30mL)中先后注入强碱性(NaOH浓度1M)、硫离子浓度分别为浓度为0.3g/L、0.2g/L、0.1g/L、0.05g/L、0.01g/L和0g/L的溶液，由于溶液中不同离子的氧化还原电位的不同，被测溶液中具有强还原性的硫离子在阳极产生一定的阳极电位，与具有较强氧化性的氧气阴极还原形成一定的开路电压，且随着硫离子浓度的变化，开路电压和阳极电位随之发生相应的变化。当反应器系统稳定后，系统的开路电压呈现阶梯型变化，通过开路电压的变化能够反映出硫离子浓度的变化，开路电压平台随硫离子浓度的变化如图2所示。对开路电压平台和硫离子浓度关系作图显示，在硫离子浓度高于0.01g/L时，开路电压与硫离子浓度呈良好的线性关系(如图3所示)，通过开路电压能够很准确的反应溶液中硫离子浓度。

Claims (5)

1.一种快速检测强碱性溶液中硫离子浓度的装置，其特征在于：包括置于壳体内的由阳极(1)和阴极(2)组成的电化学池；其中阳极(1)采用在强碱性溶液中稳定的惰性电极材料，阴极(2)采用具有催化氧电化学还原性能的电极。
2.根据权利要求1所述的快速检测强碱性溶液中硫离子浓度的装置，其特征在于：所述的阳极采用碳刷、碳布、碳毡、碳棒、石墨、铂、钛基金属氧化物涂层电极。
3.根据权利要求1所述的快速检测强碱性溶液中硫离子浓度的装置，其特征在于：所述的阴极采用空气扩散阴极、碳阴极或负载有镍、银、铂、氧化锰催化剂的电极。
4.一种如权利要求1-3中任意一项装置的快速检测强碱性溶液中硫离子浓度的方法，其特征在于：首先将强碱性含硫溶液注入到电化学池腔室中，将阳极(1)和阴极(2)的引线分别连接至电压表(3)上测量电化学池的开路电压，开路电压与溶液中硫离子的浓度呈正相关，测量前对装置进行标定，标定完后，根据测量的一系列标准浓度溶液的开路电压值可以得到电压和浓度之间的关系，在测量过程中根据开路电压的大小确定强碱性溶液中硫离子浓度。
5.根据权利要求4所述的快速检测强碱性溶液中硫离子浓度的方法，其特征在于：所述的强碱性含硫溶液中氢氧根离子的浓度大于0.01mol/L。
CN201810545838.7A 2018-05-25 2018-05-25 一种快速检测强碱性溶液中硫离子浓度的装置和方法 Pending CN108693230A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810545838.7A CN108693230A (zh) 2018-05-25 2018-05-25 一种快速检测强碱性溶液中硫离子浓度的装置和方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810545838.7A CN108693230A (zh) 2018-05-25 2018-05-25 一种快速检测强碱性溶液中硫离子浓度的装置和方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108693230A true CN108693230A (zh) 2018-10-23

Family

ID=63848543

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810545838.7A Pending CN108693230A (zh) 2018-05-25 2018-05-25 一种快速检测强碱性溶液中硫离子浓度的装置和方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108693230A (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101349017A (zh) * 2008-08-28 2009-01-21 浙江工业大学 一种电催化还原硫化染料的方法
CN102560581A (zh) * 2012-02-14 2012-07-11 中国科学院合肥物质科学研究院 一种原电池机理诱导生长银纳米片阵列的制备方法及其sers效应应用
CN102881961A (zh) * 2012-09-27 2013-01-16 合肥工业大学 一种通过单室燃料电池处理含硫废水回收单质硫并联产电能的方法
TW201419648A (zh) * 2012-08-07 2014-05-16 Recapping Inc 混合電化能量儲存裝置
WO2017151857A1 (en) * 2011-01-12 2017-09-08 Ceramatec, Inc. Electrochemical production of hydrogen
CN107919484A (zh) * 2017-11-09 2018-04-17 太原理工大学 一种同时处理有机废水的直接硼氢化物燃料电池
CN108061745A (zh) * 2017-12-14 2018-05-22 长沙理工大学 一种利用电流-时间和开路电位结合法测给水溶液体系氧化还原电位的方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101349017A (zh) * 2008-08-28 2009-01-21 浙江工业大学 一种电催化还原硫化染料的方法
WO2017151857A1 (en) * 2011-01-12 2017-09-08 Ceramatec, Inc. Electrochemical production of hydrogen
CN102560581A (zh) * 2012-02-14 2012-07-11 中国科学院合肥物质科学研究院 一种原电池机理诱导生长银纳米片阵列的制备方法及其sers效应应用
TW201419648A (zh) * 2012-08-07 2014-05-16 Recapping Inc 混合電化能量儲存裝置
CN102881961A (zh) * 2012-09-27 2013-01-16 合肥工业大学 一种通过单室燃料电池处理含硫废水回收单质硫并联产电能的方法
CN107919484A (zh) * 2017-11-09 2018-04-17 太原理工大学 一种同时处理有机废水的直接硼氢化物燃料电池
CN108061745A (zh) * 2017-12-14 2018-05-22 长沙理工大学 一种利用电流-时间和开路电位结合法测给水溶液体系氧化还原电位的方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
QU JIAKANG等: "Electrochemical desulfurization of solid copper sulfides in strongly alkaline solutions", 《ELECTROCHEMISTRY COMMUNICATIONS》 *
王波: "空气阴极燃料电池中硫化物的定向氧化研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库》 *
赵俊剑等: "电位型痕量硫氢根模拟酶生物传感器研究", 《中国无机分析化学》 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Hersch Trace monitoring in gases using galvanic systems
CA1039810A (en) Dissolved oxygen probe
EP3809129B1 (en) A total organic carbon analyzer
KR101077919B1 (ko) 카드형 멀티측정기
Yakhshieva Amperometric titration of mercury (II) with mpcmdedtc solution in dimethyl sulfoxide
CN109813779A (zh) 一种电化学二氧化硫气体传感器
Abdelsalam et al. Detection of Hydroxide Ions in Aqueous Solutions by Steady‐State Voltammetry
CN111239229B (zh) 一种双通道电化学生物传感器及测量血红素浓度的方法
DE102011113941A1 (de) Elektrochemische Messkette
US20070227908A1 (en) Electrochemical cell sensor
CN108693230A (zh) 一种快速检测强碱性溶液中硫离子浓度的装置和方法
US4235689A (en) Apparatus for detecting traces of a gas
CN112147203A (zh) 测定Fe/Cr液流电池电解液中二价铁浓度的方法及系统
US4960497A (en) Apparatus and method for minimizing the effect of an electrolyte's dissolved oxygen content in low range oxygen analyzers
US20060163088A1 (en) Amperometric sensor with counter electrode isolated from fill solution
CN110243914B (zh) 一种测定溶解氧的全固态电化学高分子传感器
Ono et al. Reaction analysis on sensing electrode of amperometric NO2 sensor based on sodium ion conductor by using chronopotentiometry
RU94713U1 (ru) Пленочный потенциометрический сенсор на основе печатного графитового электрода
US20180328885A1 (en) Combined and free chlorine measurement through electrochemical microsensors
Wang et al. How to Choose Suitable Reference Electrode and Aqueous Electrolyte to Avoid Error in Electrochemical Measurements?
CN205991959U (zh) 液态微型电化学气体传感器及气体感应信号转换电路
Chen et al. Study on Polarization Parameters of Micro Dissolved Oxygen Sensor
KR20030003849A (ko) 구리 전극을 포함하는 화학적 산소요구량 측정용 전기화학센서 및 상기 센서를 이용한 화학적 산소요구량 측정 방법및 그 자동 분석 시스템
Fanani et al. Study of Cobalt Nanoparticle Modified Gold Electrode
Baldo et al. Voltammetric Determination of the Total Acid Content in Ethanol‐Water Mixtures. Application to Distilled Beverages

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20181023

RJ01 Rejection of invention patent application after publication