通過在直徑10μm鉑超微電極表面電化學沉積一層氧化銥薄膜,獲得具有pH響應的全固態鉑/氧化銥(Pt/IrOx)電化學微傳感器,分析了其線性響應、瞬時響應、穩定性和抗典型離子干擾能力。結果表明,制備的Pt/IrOx-pH微傳感器電極在pH=1.00~13.00的范圍內呈現優異的線性響應性能(R2=0.999);在短期(20000 s內)和長期(110 d內)均具有較高的穩定性;在溶液pH發生變化時,Pt/IrOx-pH傳感器電位能瞬間響應;在溶液中加入Fe2+、Cu2+和Cl-時,線性響應不變,抗干擾能力強,但Ti3+的存在會影響檢測的準確性。


進一步將制備的Pt/IrOx-pH超微傳感器電極應用于銅和304不銹鋼在pH=2.00的3.5%NaCl溶液中電偶腐蝕行為研究,SECM面掃描和線掃描結果結合OCP的變化,表明Cu和304 SS在開始發生電偶腐蝕時,Cu為陰極,304不銹鋼為陽極,而當浸泡至12 h時,發生陰陽極極性反轉,此時Cu為陽極,而304不銹鋼為陰極,且Cu表面pH更低。


圖文解說

圖1 Pt/IrO x-pH超微傳感器在不同pH下的響應電位及其擬合曲線,對pH變化的瞬時響應時間曲線,在0.01 mol/L HCl溶液中短期穩定性曲及在空氣中放置時長期穩定性

圖2 Cu在pH=2.00的3.5%NaCl溶液中不同浸泡時間面掃描結果及3個時間面掃描對比圖

圖3 304不銹鋼在pH=2.00的3.5%NaCl溶液中不同浸泡時間面掃描結果及3個時間的面掃描對比圖


結論


(1)通過簡單電化學沉積方法在直徑10μm Pt UME上制備得到線性響應好、瞬時響應快、穩定性高的全固態Pt/IrOx-pH電化學傳感器電極,其對Fe2+、Cu2+和Cl-具有較強的抗離子干擾能力,而Ti3+的存在會影響檢測的準確性。


(2)基于SECM的電位模式,結合ISET,實現了Cu和304不銹鋼偶接前后表面pH的原位高分辨監測。在偶接后,Cu表面pH逐漸降低,而304不銹鋼表面pH逐漸增加,結合OCP的變化發現在Cu/304不銹鋼電偶腐蝕過程中發生了陰陽極極性變化,Cu由開始腐蝕時的陰極轉變為陽極,相反,304不銹鋼由陽極轉變為陰極。