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Beschreibung
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Mikroelektroden, und zwar sowohl Information aufnehmende "Sensorelektroden"
wie auch "Zuführungselektroden", sind vor allem im Bereich der Biologie und Medizin
(C.D. Ferris, Introduction to Bioelectrodes, Plenum Press, 2. Aufl., New York, 1977)
von großer Bedeutung -sie erlauben im Extremfall Messungen bzw. gezielte Zuführung
elektrischer Signale zu einer einzelnen lebenden Zelle.
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Herkömmliche Mikroelektroden bestehen als "Zuführungselektroden" (also
strombelastete Elektroden, z.B. auch für Leitfähigkeitsmessungen oder in amperometrischen
Sensoren) im allgemeinen aus Metallspitzen. Herkbmmliche miniaturisierte potentiometrische
Sensoren bestehen im allgemeinen aus einem Mikrosensor, der über eine dünne, mit
Elektrolyt gefüllte Kapillare mit dem Meßort verbunden ist.
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Herkömmliche Mikroelektroden haben gegenüber den erfindungsgemäßem
Mikroelektroden erhebliche Nachteile. Die herkömmlichen Zuführungselektroden aus
Metall können kaum "chemisch modifiziert" werden, d.h. kaum haltbar mit spezifisch
wirksamen elektroaktiven Materialien belegt werden, weil eine dauerhafte Belegung
das Vorhandensein kovalent gebundener funktioneller Gruppen an der Elektrodenoberfläche
erfordert (R.M.Murray, Acc.
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Chem. Res., 13 (1980) 135).
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Herkömmliche miniaturisierte potentiometrische Sensoren mit elektrolytgefüllter
Kapillare haben extrem hohe ohmsche Widerstände in dieser Kapillare (MOhm-Bereich).
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Außerdem führt die relativ hohe Kapazität der die Innen- und Außenlösung
trennenden Wand der Kapillare zu
einer "kapazitiven Kopplung", die
es nicht mehr erlaubt, schnelle Änderungen der interessierenden elektrochemischen
Potentialdifferenzen zu messen. Gerade schnelle Änderungen der elektrochemischen
Potentialdifferenzen müssen aber für viele Fragestellungen (z.B.
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Potentialantwort auf Stimulationsimpuls) gut meßbar sein. Die Kombination
von großen ohmschen Widerständen sowie einer großen "Shunt"-Kapazität beeinflußt
auch das Signal/Rauschverhältnis solcher herkömmlicher Sensoren sehr ungünstig (B.W.Watson
(Hrsg.) IEE Medical Electronics Monographs 1-6, Peregrinus, London, 1974, S. 7-12).
Es besteht zwar die Möglichkeit, durch spezielle Verstärker eine Verbesserung zu
erreichen, diese Verbesserung des Signal/Rauschverhältnisses geht aber zu Lasten
der Ansprechzeit, so daß letztlich für die Potentialmessung die Alternative "langsam
oder verrauscht" besteht.
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Die Erfindung betrifft Kohlenstoffelektroden, die durch Interkalationsreaktionen
vorbehandelt und damit in ihrer Eigenschaft weit verändert werden, so daß diese
in der Lage sind elektrochemisch aktive Materialien wesentlich besser als nicht
vorbehandelte Kohlenstoffelektroden aufzunehmen.
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Interkalationsreaktionen von Kohlenstoffelektroden sind Reaktionen,
bei denen sich zwischen die die Kristallstruktur des Graphits, bzw. "schwarzer leitender
Kohlenstoffe" bildenden Kohlenstoffebenen sog.
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~Gastmoleküle bzw. Gastionen" einschieben. Solche Reaktionen sind
im allgemeinen weitgehend umkehrbar (Deinterkalation); allerdings wird der Ausgangszustand
des sog. "jungfräulíchen" Kohlenstoffmaterials bei der Deinterkalation niemals ganz
erreicht. Das liegt einmal daran, daß aus statistischen und kinetischen Gründen
eine totale Entfernung der Gäste in absehbarer Zeit
nicht möglich
ist, zum anderen aber auch an irreversiblen Änderungen der Morphologie und Struktur
der Kohlenstoffmaterialien. So werden durch die Interkalation auch irreversible
Gitterdefekte erzeugt, die wiederum durch große chemische Reaktivität ausgezeichnet
sind. Durch mehrfache Wiederholung des Interkalations/Deinterkalationsvorgangs läßt
sich die Zahl dieser reaktiven Defekte noch erheblich steigern.
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Im Verlauf von Interkalationsreaktionen weitet sich grundsätzlich
der Abstand zwischen den Kohlenstoffebenen auf den zur Aufnahme der Gäste erforderlichen
Wert aus. Diese Ausweitung in der Mikrostruktur führt zwangsläufig zu Änderungen
der Morphologie, insbesondere polykristalliner Kohlenstoffmaterialien. Dabei wird
vor allem die Porosität ehemals dichter Kohlenstoffmaterialien erhöht; außerdem
steigert sich die Rauhigkeit ihrer Oberfläche. Aufgrund des meist langsamen Vordringens
der Reaktionsfront im Verlauf von Interkalationsreaktionen lassen sich leicht Kohlenstoffkörper
erhalten, die aus einem Kern von nicht interkaliertem Material umgeben von einer
Schicht aus interkaliertem Material bestehen.
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Eine weitere Konsequenz von Interkalationsreaktionen kann die Einführung
sog. "funktioneller Gruppen", also kovalenter chemischer Bindungen, zu anderen Atomen
als Kohlenstoff sein. Solche funktionellen Gruppen werden in Neben- bzw. Folgereaktionen
dann gebildet, wenn - insbesondere im fortgeschrittenen Stadium der Interkalationsreaktion
- die zunächst nur ionischen Wechselwirkungen zwischen Kohlenstoffebenen und Gästen
zu kovalenten Wechselwirkungen werden. Eine ganz besonders große Zahl von Defekten
läßt sich durch sog.
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"Überoxidation von graphitartigen Kohlenstoffmaterialien erzielen,
da bei diesen vor allem in wasserhalti-
gen Schwefelsäuren ausführlich
beschriebenen Reaktionen (J.O. Besenhard und H.P. Fritz, Angew. Chem., 95 (1983)
954) die Kohlenstoffebenen in großem Umfang durch kovalente Bindungen zu Sauerstoff
verändert werden. Sofern diese kovalenten Bindungen zu Sauerstoff-und Kohlenstoffatomen
an Schichträndern bzw. Gitterdefekten ausgebildet werden, handelt es sich um sog.
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~funktionelle Gruppen". Im Gegensatz zu den leicht umkehrbaren Interkalationsreaktionen
erfordert die Entfernung funktioneller Gruppen zum Teil drastische Reduktions- bzw.
Oxidationsmittel.
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Da die durch Interkalation/Deinterkalation vorbehandelten Kohlenstoffmaterialien
aufgrund unvollständiger Deinterkalation und durch die Ausbildung von funktionellen
Gruppen, die selbst elektrochemisch aktiv sind (z.B. oxidierend wirken nach oxidativer
Interkalation und unvollständiger Deinterkalation oder pH-sensitiv sind aufgrund
sauerstoffhaltiger funktioneller Gruppen) schien eine Anwendung solcher Materialien
als "inerte Matrix" für andere ein- oder aufzubringende elektrochemisch aktive Systeme
bisher wenig sinnvoll. Es hat sich aber gezeigt, daß durch geeignete Nachbehandlung
die unerwünschte elektrochemische Aktivität der durch Interkalation vorbehandelten
Kohlenstoffmaterialen weitgehend beseitigt werden kann. Die verbleibende Restaktivität
kann im allgemeinen hingenommen werden, da sie vom dominanten Einfluß der ein- bzw.
aufgebrachten elektrochemisch aktiven Systeme verdeckt wird.
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Für hochorientierte Kohlenstoffasern, die durch oxidative Interkalation/reduktive
Deinterkalation in 96% Schwefelsäure vorbehandelt wurden (siehe Ausführungsbeispiel
1) hat sich z.B. die nachfolgend Reduktion in einmolarer Perchlorsäure (5 Minuten,
Potential genügend negativ, um die Entwicklung von Wasserstoffgas zu ermöglichen)
ebenso wie eine Rcduk-
tion mit n-Butyllithium gelöst in n-Hexan
bewährt.
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Solche Nachbehandlung senken z.T. die pH-Sensitivität der Kohlenstoffasern
drastisch.
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Kohlenstoffasern zeichnen sich vor anderen Kohlenstoffmaterialien
bei der Vorbehandlung durch Interkalationsreaktionen dadurch aus, daß ihre mechanische
Stabilität wenig beeinträchtigt wird. Dieser überraschende Effekt ist offenbar eine
Folge der "verdrillten" Anordnung von Paketen von Kohlenstoffebenen in solchen Fasern;
dadurch wird ein Ausblättern im Verlauf von Interkalationsreaktionen vermieden.
Die mechanischen Eigenschaften von Kohlenstoffasern sind zum Teil sensationell günstig
(sie übertreffen in mancher Hinsicht die von Stählen), auch nach der Vorbehandlung
durch Interkalationsreaktionen verbleiben somit mechanisch hochfeste Materialien.
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Gelegentlich sind durch Interkalation vorbehandelte Kohlenstoffmaterialien
für gewisse Anwendungen bereits ohne weitere Nachbehandlung verwendbar. So stellt
eine nach Ausführungsbeispiel 1 vorbehandelte hochorientierte Kohlenstoffaser einen
elektrochemischen pH-Sensor dar. Eine Vorbehandlung hochorientierter Kohlenstoffasern
nach Ausführungsbeispiel 1 führt auch zu einer erheblichen Steigerung des hydrophilen
Charakters dieser Fasern. Die so erzielbare bessere Benetzbarkeit in Elektrolytlösungen
ist z.B. für die Konstruktion von Leitfähigkeitsensoren oder für die Konstruktion
von Stimulationselektroden von Vorteil.
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Handelsübliche Kohlenstoffelektroden haben einen Durchmesser von 5
bis 10 Mikrometer; sie erlauben somit die Konstruktion erheblich miniaturisierter
Sensoren.
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Weiterhin kann durch geeignete kohlenstoffabtragende Reaktionen der
Durchmesser von Kohlenstoffasern gezielt
herabgesetzt werden. Bringt
man z.B. in Gegenwart von Sauerstoff ein Ende einer Kohlenstoffaser an eine Hitzequelle,
so wird entsprechend dem Temperaturgradienten in der Faser, also z.B. mit zunehmendem
Abstand von der Hitzequelle, der Kohlenstoff immer langsamer abgetragen. So können
Spitzen geformt werden, bei denen etwa ein Ausgangsdurchmesser von ca. 10 Mikrometer
auf einer Strecke von ca. 300 Mikrometer gleichmäßig bis auf praktisch Null abgetragen
wird.
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Die erfindungsgemäßen potentiometrischen Mikrosensoren sind durch
eine elektronenleitende Verbindung von Meßgerät bzw. vom Verstärker bis in die Spitze
des Sensors gekennzeichnet. Dadurch ist eine Verbesserung des Signal/Rauschverhältnisses
im Vergleich zu den herkömrrilichen Elektroden möglich. Typische ohmsche Widerstände
einzelner vorbehandelter Kohlenstoffasern mit ca. 10 Mikrometer Durchmesser liegen
im Bereich 1000 Ohm/cm Faserlänge.
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Benutzt man die erfindungsgemäß vorbehandelten Kohlenstoffelektroden
als Matrix für den Aufbau von Referenzelektroden (also z.B. zum Aufbau einer Ag/AgCl-Elektrode
in KCl-Lösung) so erhält man eine voll funktionsfähige Mikroreferenzelektrode, sofern
man noch ein poröses Diaphragma (z.B. durch Eintauchen in Lösungen von Polyvinylchlorid
(PVC) in Tetrahydrofuran) aufbringt. Das Einbringen der zum Aufbau des Referenzsystems
notwendigen Komponenten kann auf vielfache Weise erfolgen. Beispielsweise aber nicht
einschränkend werden Kohlenstoffasern nach wiederholter oxidativer Interkalation/reduktiver
Deinterkalation in 96% Schwefelsäure mit Wasser gewaschen und im Vakuum getrocknet.
Anschließend wird z.B. in eine ethanolische Lösung von Silbernitrat getaucht und
nach nochmaligem Trocknen im Vakuum mit HCl-Gas oder wässriger Lösung
von
HC1 behandelt. Das sich so bildende Silberchlorid wird z.B. mit stark verdünnter
wässriger Lösung von Hydrazin oder durch UV-Bestrahlung partiell zu Silber reduziert.
Nach einem weiteren Trocknungsvorgang wird in eine konzentrierte Lösung von KC1
in Wasser getaucht und schließlich mit einem porösen Diaphragma abgedeckt.
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Die Haftung hydrophober poröser Diaphragmen, z.B. auf PVC-Basis, auf
den vorbehandelten Kohlenstoffasern läßt sich drastisch verbessern, wenn z.B. durch
die Umsetzung mit Trichlormethylsilan oder anderen bekannten Haftvermittlern oder
Kupplungsreagenzien (E.P.
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Plueddemann, Silane Coupling Agents, Plenum Press, New York, 1982)
hydrophobiert wird. Eine so erhaltene Mikroreferenzelektrode kann nicht nur als
selbstständige Referenzelektrode, sondern auch als "Innensystem" einer ionenselektiven
Elektrode verwendet werden. Dazu muß in bekannter Weise (A.K. Covington, Ion-Seiective
Electrode Methodology, Volumes I und II, CRC Press, Boca Raton, 1980) eine ionenselektive
Membran auf die Mikroreferenzelektrode aufgebracht werden. Zwischen der ionenselektiven
Membran und der Mikroreferenzelektrode muß eine Innenlösung eingebracht werden,
die das mit der Elektrode zu messende Ion in konstanter Konzentration enthält. Wird
die Mikroreferenzelektrode als Innensystem einer ionenselektiven Membranelektrode
verwendet, so kann auf das oben beschriebene poröse Diaphragma auch verzichtet werden.
Selbstverständlich können die erfindungsgemäßen Mikroreferenzelektroden nicht nur
als Innensystem in konventionellen ionenselektiven Elektroden, sondern auch z.B.
in Enzymelektroden oder in sog. ~Immunelektroden" verwendet werden.
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Die erfindungsgemäßen ionenselektiven Mikroelektroden
sind
nicht zu verwechseln mit ionenselektiven sog.
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"Coated wire" Elektroden, d.h. Elektroden, bei denen die ionenselektive
Membran einfach auf einen Metalldraht als primitives Innensytem aufgebracht wird.
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Da das Bezugsystem solcher "Coated wire" Elektroden nicht stabil ist,
sind solche Elektroden vorzugsweise für Relativmessungen geeignet. Im Gegensatz
dazu sind die erfindungsgemäßen ionenselektiven Mikroelektroden mit einem kompletten
potentialstabilen Innensystem ausgestattet. Selbstverständlich können behandelte
oder unbehandelte Kohlenstoffasern ohne Beladung mit den Komponenten eines potentialstabilen
Referenzsystems, insbesondere nach Spitzenbildung durch die oben erwähnte Oxidation
im Temperaturgradienten, auch als Innensystem in "Coated wire analogen" ionenselektiven
Elektroden verwendet werden.
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Die vergrößerte Oberfläche der erfindungsgemäß vorbehandelten Kohlenstoffasern
sowie die Einführung funktioneller Gruppen ist vor allem dann essentiell, wenn elektrisch
aktive Materialien, insbesondere elektrokatalytisch aktive Materialien, auf die
Elektrodenoberfläche aufgebracht werden sollen. Beispielsweise, aber nicht einschränkend,
seien hier Phthalocyanine (N. Kobayashi, M. Fujihira, T. Osa, S. Dong, Chem.
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Lett., (1982) 575) oder hochdisperse Edelmetalle (J.O.
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Besenhard, E. Theodoridou, H. Möhwald, J.J. Nickl, Synth. Met., 4
(1982) 211) genannt. Auch die durch Silanisieren hydrophobierten Kohlenstoffelektroden
mit ihren interessanten Adsorptionseigenschaften ( E.
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Theodoridou, J.O. Besenhard, H.P. Fritz, J. Electroanal. Chem., 124
(1981) 87) seien hier erwähnt.
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Insbesondere in bekannter Weise mit hochdispersen Edelmetallen belegte
Kohlenstoffelektroden eignen sich zur Konstruktion amperometrischer Mikrosensoren
für Sauer-
stoff. Selbstverständlich können auch andere amperometrische
Sensoren analog miniaturisiert werden. Herkömmliche, mit hochdispersen Edelmetallen
belegte Kohlenstoffelektroden, werden aus mechanisch wenig stabilen Materialien
(z.B. Aktivkohle bzw. Aktivkohle/ Ruß-Gemisch) aufgebaut und können daher nur bedingt
miniaturisiert werden. Die extreme Miniaturisierung der erfindungsgemäßen Elektroden
erlaubt die Konstruktion von Multifunktionselektroden, in denen mehrere Sensorelektroden
oder auch Zuführungselektroden in einer Einheit zusammengefaßt sind. Bei potentiometrischen
Sensoren genügt dann eine Referenzelektrode um alle Sensoren abzufragen - zweckmäßigerweise
mit einer Multiplexschaltung. Um eine störungsfreie Übertragung von Meßsignalen
zu gewährleisten, empfielt es sich, die Signalverstärkung nahe der Spitze von Sensorelektroden
vorzunehmen. Bei potentiometrischen Sensoren wird hier zweckmäßigerweise die Kohlenstoffelektrode
direkt an das "gaze" eines Feldeffekttransistors geführt.
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Beispiel 1 Hochorientierte Kohlenstoffaseren aus einem Polyacrylnitrl
"Precursor" (z.B. Celion GY 70, Celanese Cord.
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U.S.A.) werden (in Form eines Bündels von ca. 4 cm Länge, wovon ca.
2 cm von der Elektrolytlösung benetzt werden) in 96% Schwefelsäure, ausgehend von
einem Potenial von -0.7 V gegen eine gesättigte wässrige Kalomelelektrode mit einer
Potentialänderungsgeschwindigkeit von 2,5 mV/s auf ein Potential von +2,1 V gebracht
und mit der gleichen Potentialänderungsgeschwindigkeit auf -0,7 V "zurückgefahren".
Dieser Vorgang wird anschließend zweimal unverändert wiederholt; in der dritten
Wiederholung des Vorgangs wird der Potentialverlauf schon bei 0 V abgebrochen. Die
Fasern werden dann ca. 15 Stunden mit Wasser ausgewaschen und kurz
bei
Raumtemperatur im Vakuum getrocknet. In diesem Stadium der Vorbehandlung stellen
die Fasern einen potentiometrischen pH-Sensor dar.
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Nach dreistündigem Eintauchen der Fasern in eine gesättigte Lösung
von Silbernitrat wird kurz mit Methanol gespült und 1 bis 2 Minuten bei Raumtemperatur
ge-0 trocknet. Die Fasern werden nun eine Stunde bei 40 C in eine gesättigte Lösung
von KCl in Wasser getaucht; nach der Entnahme läßt man ohne vorheriges Spülen an
Luft trocknen. Anschließend wird mit UV-Licht 2 Minuten bestrahlt.
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Zum Aufbringen des Diaphragmas werden dem vorbehandelten Faserbündel
Einzelfasern entnommen und auf einer Länge von ca. 1 cm in eine Lösung von 0,2 g
PVC LAAE Kat.Nr. 18956-1) und 0,2 g p-Nitrophenyloctylether (Fluka Kat.Nr. 732)
in 10 ml Tetrahydrofuran eingetaucht. Der Eintauchvorgang wird zweckmäßigerweise
mehrfach wiederholt; zwischen den Wiederholungen sollten Wartezeiten von einigen
Minuten liegen.
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Das unvorbehandelte Ende der Einzelfaser wird nun z.B.
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mit "Leitsilber" oder einer goldgefüllten Epoxydpaste (z.B. Fa. Polytec,
EPO-TEK H 40) an eine beliebige Ableitung kontaktiert. Die Kontaktstelle, sowie
der nicht von Diaphragma bedeckte Teil der Faser wird zweckmäßigerweise mit einem
Isolierlack (z.B. Fa.
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Blasberg, PODR Galvanic-Abdecklack) beschichtet.
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Elektroden nach diesem Ausführungsbeispiel zeigen nach Konditionieren
in wässrigen Chloridlösungen gegenüber konventionellen Ag/AgCl-Referenzelektroden
mit gesättigter KCl-lösung ein stabiles Potential von praktisch Null Volt.
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Beispiel 2 Mikroreferenzelektroden gemäß Beispiel 1 werden 48 Stunden
an Luft getrocknet und anschließend kurz in eine Lösung von 0,025 mg Kaliumtetraphenylborat
und 1,5 mg Valinomycin (Fluka Kat.Nr. 94675) in einem Gemisch von 2 ml Diphenylether
(Merck, Kat.Nr. 820978) und 1 ml Tetrahydrofuran getaucht. Dieser Eintauchvorgang
wird zweckmäßigerweise nach ca. 15 Minuten wiederholt. Nach 12-stündigem Trocknen
an Luft und Konditionieren in einer 0,001 molaren Lösung von KCl in 0,5 molarer
wässriger NaC1-Lösung spricht diese Elektrode auf die Kaliumionenaktivität in einer
Meßlösung entsprechend der Nernst'schen Gleichung an.
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Beispiel 3 Eine Mikroreferenzelektrode wird gemäß Beispiel 1 hergestellt,
wobei allerdings auf das Aufbringen des PVC-Diaphragmas verzichtet wird. Die lufttrockenen
mit Silbernitrat behandelten Fasern werden stattdessen mehrfach in eine 10%ige wässrige
Lösung von Polyvinylalkohol (mark, Kat.Nr. 221038) getaucht, die 0,01 molar an KCl
ist. Anschließend wird unverzüglich in eine Lösung von 1 mg/ml Valinomycin, 14 Gew%
Dipentylphthalat und 6 Gew% PVC in Cyclohexanon getaucht. Auch dieser Tauchvorgang
wird zweckmäßigerweise mehrfach wiederholt. Nach 24-stündiger Trocknung an Luft
wird die Elektrode gemäß Beispiel 1 isoliert und kontaktiert. Nach Konditionierung
gemäß Beispiel 2 erhält man eine kaliumspezifische Elektrode mit Nernst'scher Charakteristik.
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Beispiel 4 Kohlenstoffasern werden nach der Vorbehandlung in 96%
Schwefelsäure gemäß Beispiel 1 fünfzehn Stunden mit Wasser gewaschen und anschließend
im Vakuum getrocknet.
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Die getrockneten Fasern werden für 1 Minute in eine 15%ige Lösung
von n-Butyllithium in Hexan (Merck, Kat.Nr. 801660) getaucht und anschließend mit
Hexan gewaschen. Alternativ kann auch in eine 5%ige Lösung von Trimethylchlorsilan
(Merck, Kat.Nr. 2333) in Benzol getaucht werden. Anschließend wird gemäß Beispiel
1 vorgegangen, wobei die Behandlung mit nichtwässrigen Lösungen von Silbernitrat
(z.B. in Ethanol oder Acetonitril) vorzuziehen ist.
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Die Behandlung nach Beispiel 4 kann sowohl für die Herstellung von
Referenzelektroden als auch für die Herstellung von ionenselektiven Elektroden verwendet
werden.
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Beispiel 5 Celion GY 70 Kohlenstoffasern werden in 50%iger Perchlorsäure
einem Potentialverlauf entsprechend Beispiel 1 unterworfen. Dazu verfährt man analog
Beispiel 1; man erhält eine Ag/AgCl-Referenzelektrode mit stabilem Potential.
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Beispiel 6 Nach Vorbehandlung in 96%iger Schwefelsäure bzw. in 50%iger
Perchlorsäure gemäß Beispiel 1 bzw. 5 werden die Fasern 5 Stunden in Wasser gewaschen
und anschließend kurz im Vakuum einer Wasserstrahlpumpe ge-
trocknet.
Anschließend taucht man die Fasern 5 Stunden in eine gesättigte wässrige Lösung
von Silbernitrat und wäscht dann kurz in Wasser. In einer elektrochemischen Zelle
(Elektrolyt: 1 molares Natriumsulfat) bringt man die so vorbehandelten Fasern für
30 Sekunden auf das Potential der beginnenden Wasserstoffentwicklung. Man erhält
eine Abscheidung von hochdispersem Silber, da aufgrund kationenaustauschender Eigenschaften
der vorbehandelten Fasern ein Teil des Silbers in schwer auswaschbarer Form in den
Fasern gebunden geblieben war.
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Ähnlich wie Silber können auch andere Metalle hochdispers auf Kohlenstoffasern
aufgebracht werden.
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Silber- oder goldbelegte Fasern dieser Art sind hochaktive Mikrokatalysatorelektroden
für die Reduktion von Sauerstoff. Sie können z.B. für die amperometrische Bestimmung
von Sauerstoff in wässrigen Lösungen eingesetzt werden. Kontaktierung und Isolierung
der Elektroden erfolgt nach Beispiel 1.
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Beispiel 7 Mikrokatalysatorelektroden, die anstelle freier Metalle
Metallkomplexe vom Phthalocyanin- bzw. Porphyrin-Typ enthalten, lassen sich analog
Beispeil 6 herstellen, wenn die entsprechenden Metallkomplexe in kationischer Form
eingesetzt werden. Ausgehend von Fasern, die entsprechend Beispiel 6 in starken
Säuren vorbehandelt und anschließend gewaschen wurden, läßt sich so der Fe(II)-Komplex
des meso-Tetra(4-N-methylpyridyl)porphyrintetrajodids (Alfa, Kat.Nr. 11335) aus
methanolischer Lösung auf die vorbehandelten Fasern aufbringen.
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Die so erhaltenen Elektroden katalysieren die Sauerstoffreduktion,
sie können als Mikrosensoren für die amperometrische Sauerstoffbestimmung oder auch
für die Sauerstoffelektrode in Brennstoffzellen benutzt werden.