专利名称：pH敏感载体异菸酸酰二正葵胺及其形成的高分子膜pH电极的制作方法
技术领域：
本发明属于电化学传感器技术领域，具体涉及一种pH敏感载体异菸酸酰二正葵胺及其形成的高分子膜pH电极
背景技术：
溶液中pH值的测定是工农业生产、科学研究、临床医学及环境保护与监测必不可少的工作。目前，国内外广泛使用测定pH值的传感器为玻璃膜pH电极，该类电极的pH敏感机理是基于在特殊成份的玻璃膜溶液成硅溶胶后，借助于溶液中离子的交换建立起的电极电位。由于玻璃膜的易破碎、高阻抗、难制备、难微型化、寿命短及易被氢氟酸腐蚀等缺陷，在低温、纯水、含氟溶液、临床医学等领域其应用受到限制。近年来，研制新型地能克服玻璃膜缺陷的非玻璃膜pH电极已越来越为国内外科学家和企业家所重视。
发明内容
本发明的目的在于针对玻璃膜pH电极存在的上述诸多不足，采用了合成的新物质异菸酸酰二正葵胺作为中性载体研制出了非玻璃高分子膜pH电极。本发明的新型pH电极具有不易破碎、低阻抗、易制备、易微型化、寿命长、不被氢氟酸腐蚀的优点，使其应用获得了大大的拓展。
其原理是基于溶液中的H+与高分子膜中载体异菸酸酰二正葵胺作用而结合在膜相中迁移产生扩散电位。其原材料、工艺、条件如下(1)pH敏感载体异菸酰二正葵胺的合成
合成路线
先由菸酸与氯化亚砜反应，蒸去过量的氯化亚砜后，再减压蒸馏出菸酰氯；再将菸酰氯与二正葵胺在氮气保护下反应，蒸去过量的菸酰氯，得粗产品；将粗产品经硅胶过柱，以氯仿和乙酸乙酯为洗涤液洗脱，获纯异菸酰二正葵胺产品。
所获得的pH敏感载体异菸酰二正葵胺的结构式为
合成反应中，当反应物为二正葵胺的同系物如二胺的碳原子数从8-32之间的仲胺时，合成得到的异菸酸酰二正葵胺的衍生物均可以作为pH电极载体。(2)高分子pH敏感膜制备工艺
由4％-7％的pH敏感载体菸酰二正葵胺、25％-30％的增塑剂邻硝基苯基辛醚、2％-3％的抗阴离子干扰剂四苯硼酸钾和60％-66％的8％PVC的四氢呋喃溶液混合，搅拌成清澈、透明的粘稠液体，倾入玻璃板上的玻璃杯内，盖上滤纸，室温下晾干2天成膜。(3)高分子膜pH电极形成
用打空器切下直径1-10mm的异菸酸酰二正葵胺载体高分子膜圆片，以5％PVC的四氢呋喃溶液将圆片粘于不同直径及长度1-10cm的硬PVC管上，12小时后，在PVC管中充入内充液(pH5.6缓冲液)并装入Ag/AgCl参比电极，构成高分子膜pH电极。
发明的优点及积极效果与玻璃膜pH电极相比本发明的高分子膜pH电极的性能参数有大的改进，本发明pH电极不仅适用玻璃电极使用的体系，而且适用玻璃电极不适用的体系，如在低温、纯水、含氟溶液及临床医学研究领域。
本发明可用于运载火箭中生理液pH值变化的监测，由于玻璃膜pH电极不抗震、不能制备成全固态状，因此不适用运载火箭中生理液环境的pH电极值测定环境。本发明的新型pH电极在地面模拟火箭状态下测试2个月未见性能下降适合于这种特殊的测定环境。
本发明还可用于火力发电厂循环高纯水pH值测定。由于玻璃膜pH电极的高阻抗在高纯水的测定不稳定而不适用，本发明的新型pH电极在该纯水体系中测定3个月，性能优良。
玻璃膜pH电极与本发明的高分子膜电极性能参数对照如下表
图1是电极底部图2是电极外型图3是电极剖面图。
具体实施方式
(1)pH敏感载体异菸酰二正葵胺的合成
合成路线
取1摩尔菸酸与2摩尔的新蒸馏的氯化亚砜在烧瓶中反应4小时，蒸去过量的氯化亚砜后，再减压蒸馏出菸酰氯。按1∶1摩尔的菸酰氯与二正葵胺在氮气保护下于140℃反应6小时，蒸去过量的菸酰氯，冷却至室温，得粗产品。将粗产品经硅胶过柱，以氯仿和乙酸乙酯为洗涤液洗脱，获纯异菸酰二正葵胺产品。
菸酰二正葵胺的结构式为
(2)高分子pH敏感膜制备工艺
称取20mg pH敏感载体菸酰二正葵胺、450mg增塑剂邻硝基苯基辛醚、4mg抗阴离子干扰剂四苯硼酸钾和2g 8％PVC的四氢呋喃溶液混合，搅拌成清澈、透明的粘稠液体，倾入玻璃板上的玻璃环(直径约32mm)内，盖上滤纸，室温下晾干2天成膜。(3)高分子膜pH电极的装配
用打空器切下不同直径(1-10mm)的圆片，以5％PVC的四氢呋喃溶液将圆片粘于不同直径及不同长度(1-10cm)的硬PVC管上。12小时后，在PVC管中充入内充液(pH5.6缓冲液)并装入Ag/AgCl参比电极，构成高分子膜pH电极。结构参见图1、图2和图3，从电极的底部看，1是高分子膜电极，2是酚醛树脂NaCl参比电极，3是接线柱，4是Ag/AgCl，5是PVC外套，6是玻碳，7是导线。
权利要求
1、pH敏感载体异菸酸酰二正葵胺，其特征在于异菸酰二正葵胺的结构式为
合成方法是先由菸酸与氯化亚砜反应，蒸去过量的氯化亚砜后，再减压蒸馏出菸酰氯；再将菸酰氯与二正葵胺在氮气保护下反应，蒸去过量的菸酰氯，得粗产品；将粗产品经硅胶过柱，以氯仿和乙酸乙酯为洗涤液洗脱，获纯菸酰二正葵胺产品。
2、根据权利要求1所述的pH敏感载体异菸酸酰二正葵胺，其特征在于合成反应中，当反应物为二正葵胺的同系物如二胺的碳原子数从8-32之间的仲胺时，合成得到的异菸酸酰二正葵胺的衍生物均可以作为pH电极载体。
3利用权利要求1或2所述的菸酸酰二正葵胺为载体形成的高分子膜pH电极，其特征在于
高分子膜的获得是由4％-7％的pH敏感载体异菸酰二正葵胺、25％-30％的增塑剂邻硝基苯基辛醚、2％-3％的抗阴离子干扰剂四苯硼酸钾和60％-66％的8％PVC的四氢呋喃溶液混合，搅拌成清澈、透明的粘稠液体，倾入玻璃板上的玻璃杯内，盖上滤纸，室温下晾干2天成膜。
形成高分子膜pH电极用打空器切下直径1-10mm的异菸酸酰二正葵胺载体高分子膜圆片，以5％PVC的四氢呋喃溶液将圆片粘于不同直径及长度1-10cm的硬PVC管上，12小时后，在PVC管中充入内充液(pH5.6缓冲液)并装入Ag/AgCl参比电极，构成高分子膜pH电极。
全文摘要
本发明涉及一种pH敏感载体异菸酸酰二正葵胺，其结构式(I)，本发明还涉及利用前述物质形成的高分子膜pH电极，与玻璃膜pH电极相比本发明的高分子膜pH电极的性能参数有大的改进，本发明pH电极不仅适用玻璃电极使用的体系，而且适用玻璃电极不适用的体系，如在低温、纯水、含氟溶液及临床医学研究领域。
文档编号C07D213/00GK1418874SQ0212790
公开日2003年5月21日 申请日期2002年11月27日 优先权日2002年11月27日
发明者袁若, 柴雅琴 申请人:西南师范大学