深海用全固態(tài)參比電極的研究.pdf

1、本論文針對(duì)目前使用參比電極存在的不耐高壓、長期穩(wěn)定性差、精度低等問題，并結(jié)合深海高壓使用環(huán)境的具體特點(diǎn)，研制了全固態(tài)的銀/氯化銀參比電極，并對(duì)電極的性能進(jìn)行了測試，證明了本論文所研制的銀/氯化銀電極具有耐高壓、穩(wěn)定性好、精度高等特性。 采用粉末壓片法制備的銀/氯化銀參比電極滿足了深海高壓環(huán)境的使用要求。參比電極的主體部分由純銀粉和自制的氯化銀粉末按一定的比例混合均勻后，在粉末壓片機(jī)上高壓壓制而成，實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，在1～10噸/厘米

2、2的壓力范圍內(nèi)，壓制壓力對(duì)參比電極性能沒有明顯的影響，因此，為了簡化電極制備工藝和防止電極在深海高壓環(huán)境下脫粉，選用了較高的壓制壓力10噸/厘米2。當(dāng)氯化銀粉末含量小于20％時(shí)，銀粉含量過大，構(gòu)成了銀電極和銀/氯化銀電極的混合電極，電位差別較大；當(dāng)氯化銀粉末含量大于70％時(shí)，氯化銀粉末含量過大，電極不導(dǎo)通，無法測量電極電位；當(dāng)氯化銀粉末含量在20％～70％之間時(shí)，電極性能沒有明顯的差別。采用室溫固相法自制的氯化銀粉末，通過掃描電子顯微鏡

3、觀察，其粒徑在2～3微米左右，這種細(xì)小氯化銀粉末的使用有利于增加電極表面的活性中心，有利于提高參比電極的電化學(xué)性能。研制成型的銀/氯化銀參比電極在海水中具有良好的長期穩(wěn)定性、Nemst響應(yīng)特性和溫度響應(yīng)特性，長期海水浸泡電極電位漂移為±0.5mV。 由于海水中含有多種離子，所以本論文還針對(duì)所制備電極的具體應(yīng)用環(huán)境研究了干擾離子，如Br-，SO42-等，對(duì)參比電極電位的影響，結(jié)果表明Br的存在會(huì)使電極表面形成氯化銀和溴化銀的固溶體

4、，使電極電位變小，但是并不影響電極電位的穩(wěn)定性；SO42-不會(huì)明顯影響參比電極的電極電位。同時(shí)，通過模擬水流實(shí)驗(yàn)裝置模擬了參比電極在實(shí)際使用過程中受水流流動(dòng)的影響情況，研究了海水流速與參比電極電位的關(guān)系，結(jié)果表明，當(dāng)水流速度小于5m/s時(shí)，電極電位幾乎不受影響。此外，還采用了電化學(xué)阻抗譜技術(shù)，對(duì)電極的動(dòng)力學(xué)參數(shù)進(jìn)行了測量，對(duì)比了不同情況下的電極表面狀態(tài)，結(jié)果表明本文所研制的銀/氯化銀電極具有較小的極化電阻，并具有良好的可逆電極過程的特征