一种适用于离子检测的流动电解池的制作方法

本实用新型属于流动电解池技术领域，具体涉及一种适用于离子检测的流动电解池。

背景技术：

薄层电解池首先在二十世纪60年代初期得到利用，它将很小的溶液体积限制在电极表面的一个薄层内，通过减少测定液的体积来增大电极表面积与测定液的体积比，因此只需很短的时间就能将样品完全电解。早期报导的薄层池的薄层室中只有工作电极，而参比电极和对电极放在薄层室外，这种设计的不利之处在于严重的不均匀电流分布引起的非线性电势。后来，研究者对薄层池的结构做了改进，将工作电极和参比电极放在薄层室内，而对电极放在薄层室外，可以消除前一种结构带来的非线性电势的不利影响。也有研究者将工作电极、参比电极和对电极均放在薄层室内，设计这种类型的薄层池时要注意在对电极与工作电极之间保持一定距离，避免两个扩散层之间的干扰。

工作电极和对电极的相对位置与电流密度的分布以及工作电极的面积利用率都有密切的关系。在电极的位置布置上，大部分设计者选择的是将工作电极和对电极在流动电解池中错开分布，主要是为了避免对电极反应产物的干扰，但这种结构的电解池在性能上存在一些不可避免的缺点：(1)工作电极表面电流密度分布不均匀；(2)溶液欧姆电位降大；(3)工作电极的面积利用率低，因此影响电极的灵敏度和电解效率及浓度测定的线性范围。

此外，很多流动电解池所用的对电极都很小，而太小的对电极会导致工作电极表面的电场不均匀，边缘化比较严重，对检测离子的富集效率较低，也会影响检测的灵敏度。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足之处，提供了一种适用于离子检测的流动电解池，可以使得工作电极表面的电场分布均匀，电流密度分布均匀，提高工作电极的面积利用率，减小欧姆电位降，提高检测离子的富集效率，有利于提高检测灵敏度，扩大检测范围，扩大流动电解池的应用范围。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种适用于离子检测的流动电解池，包括：

电解池支撑板，其上设有水平布置的参比电极槽和工作电极槽，参比电极槽的轴线和工作电极槽的轴线相互平行，工作电极槽贯穿电解池支撑板；该电解池支撑板上还设有出样孔和水平布置的进样孔，出样孔与参比电极槽连通，进样孔平行于参比电极槽轴线方向布置且贯穿电解池支撑板；出样孔开口的位置高于进样孔开口的位置；

固定板，装接在电解池支撑板；

垫片，固接在电解池支撑板和固定板之间；垫片上设置有通孔，该通孔与垫片两侧的电解池支撑板和固定板相互配合形成密封的电解腔；

工作电极，装接在工作电极槽内；

参比电极，装接在参比电极槽内；

对电极，固设在固定板并通过导线引出；

所述工作电极槽、对电极、出样孔和进样孔的位置与垫片上的通孔的位置相对应且均与所述电解腔相连通，电解腔、出样孔和进样孔内充满电解液，形成工作电极、参比电极和对电极的三电极电解体系。

一实施例中：所述出样孔的一部分由参比电极槽底部沿垂直参比电极槽轴线的方向向上贯穿电解池支撑板，出样孔的另一部分由参比电极槽底部沿参比电极槽轴线的方向贯穿电解池支撑板。

一实施例中：所述工作电极槽位于参比电极槽和进样孔之间。

一实施例中：所述通孔为椭圆形。

一实施例中：所述对电极为椭圆形，且对电极的面积不大于所述通孔的面积。

一实施例中：还包括底座，所述电解池支撑板固设在底座上；所述电解池支撑板上设有若干固定杆，所述垫片和固定板通过该若干固定杆装接在电解池支撑板上；所述固定杆上还设有用于紧固固定板、垫片与电解池支撑板的固定件。

一实施例中：所述电解池支撑板为聚醚醚酮树脂制成；所述固定板为聚醚醚酮树脂制成；所述垫片为聚四氟乙烯制成。

一实施例中：所述工作电极为玻碳电极；所述对电极为铂电极。

一实施例中：所述垫片厚度为0.5～3mm。

一实施例中：所述出样孔的孔径为0.8～1.2mm；所述进样孔的孔径为0.8～1.2mm；所述对电极为长轴10～14mm、短轴5～7mm的椭圆形；所述通孔为长轴14～18mm、短轴7～9mm的椭圆形。

本技术方案与背景技术相比，它具有如下优点：

1)较大的对电极使得工作电极表面的电流密度分布更均匀，工作电极的面积利用率更大，有利于检测离子的富集，有利于提高检测灵敏度，有利于扩大检测范围，扩大了流动电解池的应用范围；

2)扩散层的厚度一般认为小于50μm，而垫片的厚度远大于50μm，即对电极与工作电极的距离远大于扩散层的厚度，可以避免扩散层对检测的影响，减少对电极产物的影响；

3)工作电极与对电极在电解池中相对着分布，缩短了两个电极的相对距离，可以减小由于电解液而产生的欧姆电压降，使得检测更加准确；

4)采用流动电解池则可以用液体的流动取代搅拌，简化了实验装置；同时可方便检测样的更新，减少局部浓度的干扰；

5)液体从位置较低的进样孔进入，从位置较高的出样孔流出，即使溶液中含有气泡也不会停留在电解池腔体中；

6)电化学信号响应稳定且灵敏。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1为本实用新型的适用于离子检测的流动电解池结构示意图(俯视)。

图2为本实用新型的电解池支撑板的俯视示意图。

图3为本实用新型的电解池支撑板的侧视示意图。

图4为本实用新型的电解池支撑板的正视示意图。

图5为本实用新型的固定板的正视示意图。

图6为本实用新型的固定板的侧视示意图。

图7为本实用新型的垫片的正视示意图。

附图标记：电解池支撑板1，参比电极槽2，参比电极3，工作电极槽4，工作电极5，进样孔6，出样孔7，固定杆8，固定件9，垫片10，通孔11，对电极12，导线13，固定板14，底座15。

具体实施方式

下面通过实施例具体说明本实用新型的内容：

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“横”、“竖”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图中的立体图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

请查阅图1至图7，一种适用于离子检测的流动电解池，包括：

底座15；

电解池支撑板1，可以为聚醚醚酮(PEEK)树脂制成，固设在底座15；该电解池支撑板1的一侧设有水平布置的参比电极槽2和工作电极槽4，该参比电极槽2的轴线和工作电极槽4的轴线相互平行，该工作电极槽4贯穿电解池支撑板1；该电解池支撑板1上还设有出样孔7和水平布置的进样孔6；出样孔7孔径1mm，连通参比电极槽2，其的一部分由参比电极槽2底部中央沿垂直参比电极槽2轴线的方向向上贯穿电解池支撑板1，另一部分由参比电极槽2底部中央沿参比电极槽2轴线的方向向电解池支撑板1的另一侧贯穿电解池支撑板1；进样孔6孔径1mm，平行于参比电极槽2轴线所在方向布置并贯穿电解池支撑板1；工作电极槽4位于参比电极槽2和进样孔6之间；进样孔6和出样孔7分别为样品提供进入和流出电解池的通道，且出样孔7在电解池支撑板1顶部表面开口的位置高于进样孔6在电解池支撑板1表面开口的位置；该电解池支撑板1上还设有若干不锈钢带螺纹的固定杆8；

固定板14，可以由聚醚醚酮(PEEK)树脂制成，固定板14穿过固定杆8并通过固定件9(例如外套螺母)固接在电解池支撑板1另一侧；

工作电极5，为刻有螺纹的直径3mm的玻碳电极，螺接在工作电极槽4内；

参比电极3，旋接在参比电极槽2内；

对电极12，为铂电极，椭圆形，长轴12mm、短轴6mm，嵌入固设在固定板14并通过导线13引出；

垫片10，可以为聚四氟乙烯制成，厚度可为0.5～3mm；垫片10穿过固定杆8装接在电解池支撑板1且垫片10位于电解池支撑板1和固定板14之间，垫片10上设置有椭圆形的通孔11，该通孔11与垫片10两侧的电解池支撑板1和固定板14相互配合形成密封的电解腔；通孔11的长轴16mm、短轴8mm，其大小足够将工作电极槽4、对电极12、出样孔7和进样孔6同时覆盖住，使得工作电极槽4、对电极12、出样孔7和进样孔6的位置均与该通孔11的位置相对应且均能与电解腔相连通；电解腔、出样孔7和进样孔6内充满电解液，形成工作电极5、参比电极3和对电极12的三电极电解体系。

本实用新型现场安装及使用方式如下：

安装：1)将工作电极5旋入工作电极槽4，将参比电极3旋入参比电极槽2；

2)将垫片10套入固定杆8；

3)将固定板14套入固定杆8，再用固定件9将固定板14锁固，压紧电解池支撑板1、垫片10和固定板14，便于形成密封的电解腔，防止电解液渗漏。

使用：样品通过注射泵或蠕动泵提供动力，从进样孔6进入垫片10的椭圆形通孔11中；在对电极12，参比电极3和工作电极5组成的三电极电解体系中，采用溶出伏安法，通过外加电场使得金属离子在工作电极5上沉积和溶出。最后样品从出样孔7流出。

本实用新型的目的是通过使用大面积的对电极12，工作时使得工作电极5表面的电流密度分布更均匀，工作电极5的面积利用率更大，有利于检测离子的富集。采用流动电解池则可以用液体的流动取代搅拌，简化了实验装置。工作电极5和参比电极3不是固定不动，可以很方便地根据需要更换。带有螺纹的固定杆8上旋紧外套螺母可以使整个装置更加密封。

以上所述，仅为本实用新型较佳实施例而已，故不能依此限定本实用新型实施的范围，即依本实用新型专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本实用新型涵盖的范围内。