離子敏傳感器2012級應用化學離子敏傳感器離子敏傳感器是一種電化學傳感器器件,是最草研發(fā)的一類化學傳感器。離子敏傳感器能在復雜的被測物質(zhì)中迅速靈敏、定量地測出離子或中性分子的體積濃度離子選擇電極(ISE)已在化學、環(huán)保、醫(yī)藥、食品和生物工程等領(lǐng)域得到廣泛應用?！耠S著半導體技術(shù)及微電子技術(shù)與微機械加工技術(shù)的發(fā)展,離子敏場效應管等也得到迅速發(fā)展。離子選擇電極離子選擇電極離子選擇電極法是指使用離子選擇電極作指示電極的點位分析方法,是電化學分析的重要分支。具有快捷、準確、精密度高、操作簡單、儀器體積小、適于連續(xù)操作等特點,且電極不受樣品顏色、濁度、懸浮物或粘度的干擾。已被廣泛應用于實驗室痕量分析、常規(guī)離子分析及環(huán)境監(jiān)的領(lǐng)域。1975年,IUPAC(國際純粹與應用化學聯(lián)合給出”離子選擇電極“定義:離子選擇電極是類化學傳感器,它的電位與溶液中特定離子的活度的對數(shù)成線性關(guān)系。這種裝置不同于包含氧化還原反應的體系離子選擇電極的發(fā)展●1889年,能斯特(Nernst)提出電極電勢與溶液組分的關(guān)系式——Nernst方程,是現(xiàn)代離子電極定量分析方法的理論基礎(chǔ)?！?906年Cremer研究出測量溶液PH值得玻璃膜電極,是最早的離子選擇電極?！?0世紀30年代商品玻璃電極及專用測量儀器即pH計的問世,標志著玻璃電極測量pH值進入實用化階段?！?0年代,Munger等人研究成功有機體系的響應膜之后,以鹵素、銀離子及其他多種離子為對象的離子選擇電極相繼問世,鞏固了離子選擇電極以溶液中離子為對象的傳感器地位離子選擇電極的分類根據(jù)敏感膜的組成和性質(zhì)不同分類如LaF3單晶膜電極均相膜電極AgS/AgI粉末壓片膜電極等晶體(膜)電極非均相膜電、如AgS摻入硅橡膠的膜電極或聚乙烯(PVC)膜電極等剛性基質(zhì)電極一如pH、pNa玻璃電極帶正電荷的載體電極電(非晶體(膜)電極如NO3電極離子選擇性流動載體電極帶負電荷的載體電極如Ca2+電極中性載體電極如K+電極花(氣敏電極如NH氣敏電極電酶電極一如尿素酶電極

離子選擇電極都具有一個傳感膜(或稱敏感膜),它是離子選擇電子的最重要組成部分,也是決定該電板的性質(zhì)的實體原電極:指敏感膜直接與試液接觸的離子選擇電極。(1)晶體膜電極:膜材料為晶體物質(zhì)的電極a.均相膜電極:電極膜系用單晶或晶體化合物的均勻混合物制成b.非均相膜電極:敏感膜是由各種電活性物質(zhì)構(gòu)成電極敏感膜的基本材料對被測離子敏感分散并固定在惰性基質(zhì)(如硅橡膠、聚氯乙烯等)上來制成。(2)非晶體膜電極:電極的膜是由一種含有離子型物質(zhì)或不帶電物質(zhì)的支持體組成。這類支持體可以是多孔的(如塑料微孔膜,垂熔玻璃膜)或無孔的(如玻璃膜、PVC與溶劑及活性物質(zhì)形成的“固化的膜”)。電極的膜電位是由于膜相中存在離子交換物質(zhì)引起的。a.剛性基質(zhì)電極:敏感膜是特種玻璃的膜,玻璃的化學組成決定它的選擇性。如pH玻璃電極,鈉玻璃電極b.流動載體電極:由某種液體離體交換劑的有機溶劑薄膜構(gòu)成。薄膜將試液和內(nèi)充液分開。液體離子交換劑與被測離子結(jié)合,通過膜相在膜的相界面上產(chǎn)生膜電位。根據(jù)流動載體的荷電性,流動載體電極又分為帶正電荷的載體電極,帶負電荷的載體由極,中性載休由極。g一AgC1內(nèi)參比電極屯極桿隔離管液體高子交換劑內(nèi)參比液試液多孔膜(載有窩子交換劑2、敏化離子電極:參比電極玻瑞電極的這種電極是以原電內(nèi)參比電極極為基礎(chǔ)裝配而成玻璃電極指示電極的,通過某種界面電極桿的敏化反應(氣敏反應或酶敏反應)電極頭將試液中被測物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)樵姌O能相玻中透應的離子。璃膜液膜(1)氣敏電板:由指示電極和參比電極組成敏感探頭。將此探頭置于一個充有電解質(zhì)溶液的套管內(nèi),管得底部緊貼指示電極,敏感膜外裝有透氣膜,將內(nèi)電解質(zhì)溶液與外部試液隔開。樣品溶解的氣體,通過透氣膜擴散進入離子電極