SU1374116A1

SU1374116A1 - Method of producing solid indicating electrode for electrochemical measurements

Info

Publication number: SU1374116A1
Application number: SU864132052A
Authority: SU
Inventors: Юрий Борисович Клетеник; Александр Павлович Замятин; Роберт Юльевич Бек; Владимир Никитович Кирюшов; Ольга Анатольевна Айдашкина; Виктор Владимирович Родин; Лев Юльевич Полякин
Original assignee: Институт химии твердого тела и переработки минерального сырья СО АН СССР
Priority date: 1986-08-25
Filing date: 1986-08-25
Publication date: 1988-02-15

Abstract

Изобретение относитс к способу изготовлени твердого механически обновл емого индикаторного электрода дл электрохимических измерений. Цель изобретени - повышение воспроизводимости результатов электрохимических измерений, дл чего необходимо предотвратить отслаивание изолирующей оболочки от токопровод щего индикаторного элемента после, обновлени рабочей поверхности при использовании электрода в концентрированных растворах кислот и щелочей, а также при колебании температуры исследуемых растворов от 10 до 60 С. Способ включает операции: нанесение на токопро- вод щий индикаторный элемент изолирующей оболочки из полимерного св зующего (эпоксидной смолы, полистирола) и ее отверждение путем термической обработки. В состав изолирующей оболочки дополнительно вводитс наполнитель из волокнистого материала в массовом отношении к св зующему от 1:2 до 1:1. Отверждение оболочки ведут в камере нагрева при 50-120 С и давлении воздуха в камере 10-100 кг/см в течение 8 ч. В качестве волокнистого материала используют углеродное волокно, карбонизованное при 400-600 С, или асбест. Электроды с токопровод - щим индикаторным элементом из различных металлов, а также графита, изготовленные по предлагаемому способу, могут использоватьс дл вольт-амперных и потенциометрических измерений в электроаналитической практике. 1 табл. с (Л оо 4; О)The invention relates to a method for producing a solid, mechanically renewable indicator electrode for electrochemical measurements. The purpose of the invention is to increase the reproducibility of the results of electrochemical measurements, for which it is necessary to prevent peeling of the insulating sheath from the conductive indicator element after refreshing the working surface when using the electrode in concentrated solutions of acids and alkalis, as well as when the temperature of the solutions under study varies from 10 to 60 C. Method It includes operations: applying an insulating sheath made of polymer binder (epoxy resin, poly Triol) and its curing by heat treatment. The composition of the insulating sheath additionally introduces a filler of fibrous material in a mass ratio to the binder from 1: 2 to 1: 1. The curing is carried out in a heating chamber at 50-120 C and an air pressure in the chamber of 10-100 kg / cm for 8 hours. Carbon fiber carbonized at 400-600 C or asbestos is used as the fibrous material. Electrodes with a conductive indicator element made of various metals, as well as graphite, manufactured by the proposed method can be used for current-voltage and potentiometric measurements in electroanalytical practice. 1 tab. with (L oo 4; O)

Description

Изобретение относитс к технологии изготовлени твердых индикаторных электродов, используемых дл электрохимических измерений, в электроанали- тической практике, а также в автоматизированном электрохимическом анализе технологических растворов.The invention relates to the technology of making solid indicator electrodes used for electrochemical measurements, in electroanalytical practice, as well as in automated electrochemical analysis of process solutions.

Целью изобретени вл етс повышение воспроизводимости результатов электрохимических измерений за счет предотвращени отслаивани изолирующей оболочки от ТИЭ и исключени зате-- кани между ними электролита.The aim of the invention is to increase the reproducibility of the results of electrochemical measurements by preventing the insulating membrane from peeling off the TIE and eliminating the electrolyte between them.

Введение в состав изолирующей оболочки наполнител из волокнистого материала позволило за счет изменени ее физико-химических свойств (микротвердости, коэффициента температурного расширени и др.) предот- вратить деформацию изолирующей оболочки и отслаивание ее от токопрово- д щего индикаторного элемента при обновлении рабочей поверхности электрода путем среза даже в концентрированных растворах кислот и щелочей, а также при изменении температуры исследуемых растворов от 10 до 60 С. При введении наполнител из волокнистого материала в весовом отношении к св зующему 1. : 2 удаетс предотвратить отслаивание изолирующей оболочки от ТИЭ из таких металлов, как свинец, кадмий, цинк. Увеличение доли наполнител до отношени 1 : 1 обеспечивает отсутствие отслаивани изолирующей оболочки от ТИЭ из таких металлов, как медь, серебро, а также из графита и стеклоуглерода.The introduction of a fibrous filler into the insulating sheath made it possible, by changing its physicochemical properties (microhardness, temperature expansion coefficient, etc.), to prevent the insulating sheath from deforming and peeling off from the conductive indicator element when the working surface of the electrode was renewed by even in concentrated solutions of acids and alkalis, as well as when the temperature of the studied solutions varies from 10 to 60 C. With the introduction of a filler made of fibrous material and in a weight ratio of binder to 1: 2 udaets prevent peeling of the insulating sheath of TIE of metals such as lead, cadmium and zinc. Increasing the filler fraction to a 1: 1 ratio ensures the absence of peeling of the insulating sheath from the TIE from metals such as copper, silver, and also from graphite and glass carbon.

Предотвращение отслаивани изоли- рующей оболочки от ТИЭ позволило исключить -затекание электролита между ними, а следовательно, и вызванное этой причиной случайное изменение величины рабочей поверхности электрода что позволило повысить воспроизводимость результатов измерений, а также точность электрохимического анализа с использованием таких электродов его достоверность и правильность.The prevention of delamination of the insulating sheath from the TIE allowed us to exclude electrolyte decay between them, and, consequently, the accidental change in the size of the working electrode surface, which made it possible to increase the reproducibility of the measurement results, as well as the accuracy of the electrochemical analysis using such electrodes, its reliability and accuracy.

В качестве волокнистого материала может быть использовано углеродное волокно, карбонизованное при 400- 600°С.Carbon fiber carbonized at 400-600 ° C can be used as a fibrous material.

П р и м е -р 1 (оптимальный вариан осуществлени способа, на примере электрода с ТИЭ из кадми и полимерным св зующим на основе эпоксидной смолы). Проволоку диаметром 0,8 ммEXAMPLE 1 (Optimal Embodiment of the Method, Using the Example of a CI Electrode with Electrodes of Energy and Polymer Binder Based on Epoxy Resin). 0.8 mm wire diameter

0 5 0 0 5 0

д с d c

5five

00

5five

из кадми обезжиривают органическим растворителем, например ацетоном. Готов т смесь из углеродного волокна, карбонизованного при 500 С, и полимерного св зующего на основе эпоксидной смолы, вз тых в весовом отношении 1 : 2. Смесь тщательно перемешивают, помещают на гладкую поверхность и выглаживают шпателем дл удалени крупных пузырьков воздуха. После этого смесь нанос т на боковую поверхность проволоки, например, выдавлива ее через фильеру, сквозь которую непрерывно подаетс проволока. Проволоку со сформированным на ее боковой поверхности неотвер зденным изолирующим слоем разрезают на заготовки необходимой длины (200 - 250 мм). С одного конца заготовок удал ют изолирующую оболочку на длину 5-7 мм, после чего заготовки завешивают за оголенный конец -проволоки в камеру нагрева, где путем термической обработки осуществл ют отверждение изолирующей оболочки . Отверждение провод т при 80-90 С и давлении воздуха 100 кг/см в течение 8 ч. После охлаждени камеры и сн ти давлени к оголенному концу проволоки электродной заготовки подпаивают токоподвод, а место пайки изолируют. Результаты испытани образца электрода приведены в таблице.cadmium is degreased with an organic solvent, for example acetone. Prepare a mixture of carbon fiber carbonized at 500 ° C and a polymer binder based on epoxy resin, taken in a weight ratio of 1: 2. The mixture is thoroughly mixed, placed on a smooth surface and smoothed with a spatula to remove large air bubbles. After that, the mixture is applied to the side surface of the wire, for example, by squeezing it through a die, through which the wire is continuously fed. A wire with a non-bent insulating layer formed on its side surface is cut into blanks of the required length (200 - 250 mm). At one end of the blanks, an insulating sheath is removed for a length of 5-7 mm, after which the blanks are hung behind the bare end of the -wire into the heating chamber, where the insulating sheath is cured by heat treatment. Curing is carried out at 80-90 ° C and an air pressure of 100 kg / cm for 8 hours. After cooling the chamber and relieving the pressure, a current lead is fed to the bare end of the wire of the electrode preform, and the soldering point is insulated. The results of testing the sample electrode are shown in the table.

П р и м е р 2 (оптимальный вариант осуществлени способа на примере электрода с ТИЭ из меди и полимерного св зующего на основе полистирола). Медную проволоку диаметром 0,5 мм обезжиривают ацетоном и помещают в предварительно изготовленный корпус электрода, представл ющий собой трубку из полистирола с внутренним диаметром 0,6-0,7 мм и длиной 200 - 250 мм. Готов т смесь полимерного св зующего на основе полистирола, растворенного в дихлорэтане, и асбеста, предварительно вьщержанного в течение суток в 2м сол ной кислоте, затем промытого дистиллированной водой до отсутстви в промывной воде ионов хлора и высушенного. Отношение веса наполнител к св зующему 1:1. Смесь ввод т в зазор между ТИЭ и корпусом электрода , например, с помощью шприца. После этого заготовку помещают в камеру нагрева, где осуществл ют отверждение смеси путем термической обработки при 50-60 С и давлении воздуха 100 кг/см в течение 8 ч. ПослеPRI me R 2 (the optimal embodiment of the method is based on the example of a copper electrolyte electrode made of copper and a polystyrene polymer binder). The copper wire with a diameter of 0.5 mm is degreased with acetone and placed in a prefabricated electrode body, which is a polystyrene tube with an internal diameter of 0.6-0.7 mm and a length of 200-250 mm. A mixture of a polymeric binder based on polystyrene dissolved in dichloroethane and asbestos, previously retained during the day in 2m hydrochloric acid, then rinsed with distilled water to the absence of chlorine ions in the washing water and dried, is prepared. The weight ratio of filler to binder is 1: 1. The mixture is introduced into the gap between the TIE and the electrode body, for example, using a syringe. After that, the billet is placed in a heating chamber, where the mixture is cured by heat treatment at 50-60 ° C and air pressure of 100 kg / cm for 8 hours. After

отверждени к выступающему из корпуса концу проволоки подпаивают токо- подвод, место пайки изолируют, после чего провод т испытание изготовленно го электрода,hardening, a current supply is soldered to the end of the wire protruding from the housing, the soldering point is insulated, after which the manufactured electrode is tested,

В таблиде приведены значени параметров и результаты испытаний.The table shows the parameter values and test results.

Коэффициент вариации не превьшает 1,5%.The coefficient of variation does not exceed 1.5%.

Claims

The proposed method makes it possible to prepare electrodes with stable identical characteristics that provide reliable and correct results of electrochemical measurements, as well as an increase in the accuracy of analysis of the composition of solutions in electroanalytical practice. Invention Formula

A method of manufacturing a solid indicator electrode for electrochemical measurements, comprising applying to the conductive indicator element an insulating shell of a polymer binder, curing it by heat treatment, in order to improve the reproducibility of measurements by preventing peeling an insulating sheath from a conductive indicator element, a filler made of fibrous material is additionally introduced into the insulating sheath in a weight ratio to the bond oschemu from 1: 2 to 1: 1, and curing was carried out at an air pressure in the heating chamber of 10-100 kg / cm, the fibrous material as used carbon fiber, carbonized at 400-600 ° C, or asbestos.

1: 2

1: 1

1: 2

1: 1

1: 2

1: 3

0.8 0.7 1.2

1.1 2.9

3.1 6.8

7.9