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詳細(xì)介紹微量氧分析儀電解液是什么成分? |
文章作者:高氧分析儀
審核:微量氧分析儀 發(fā)布日期 [2023年8月6日]
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來源:m.nftsignificance.com |
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微氧分析儀(燃料電池型) 燃料電池式氧分析儀 燃料電池是原電池的一種。在原氧分析儀內(nèi)的電化學(xué)反應(yīng)可以自發(fā)進(jìn)行,不需要外部電源,綜合反應(yīng)是氣體樣品中的氧與陽(yáng)極氧化,反應(yīng)的結(jié)果產(chǎn)生陽(yáng)極氧化物,這種反應(yīng)類似于氧的燃料反應(yīng),所以這種類型的原電池也被稱為“燃料電池”,以區(qū)別于其他類型的原電池。裝有這種原電池的分析儀稱為燃料電池分析儀。因?yàn)殛?yáng)極在反應(yīng)中不斷消耗,所以需要定期更換電池。 常見的化學(xué)燃料電池結(jié)構(gòu) 1-FEP制氧擴(kuò)散膜;2 -電解液(醋酸);3 -溫度補(bǔ)償用熱敏電阻和負(fù)載電阻;4 -外電路信號(hào)輸出;5 -石墨陽(yáng)極;6 -金陽(yáng)極 燃料電池式氧分析儀既能測(cè)量微量氧,又能測(cè)量恒定氧。如果需要測(cè)量恒定氧,它的測(cè)量精度和長(zhǎng)期穩(wěn)定性肯定不如順磁氧,而且電池的壽命和氧氣濃度有關(guān),所以測(cè)量恒定氧,它的壽命也短一些。因此,其測(cè)量常數(shù)只適用于一般要求不高的場(chǎng)合。微量氧的測(cè)量,是這類儀器的優(yōu)點(diǎn),它測(cè)量的微量氧下限為PPM級(jí),而順磁氧為:0.1% (1000PPM) O2,高精度順磁氧只能達(dá)到0.01% (100PPM) O2。 過去,燃料電池的電解液都是采用電解液,近20年來,由于固體(膏狀)電解液應(yīng)用于燃料電池,為了便于區(qū)分,我們將前者稱為液體燃料電池,后者稱為固體燃料電池。兩者相比,固體燃料電池比液體燃料電池有一定的優(yōu)勢(shì),但固體能否取代液體還是難以預(yù)測(cè)! 在液體燃料電池中,根據(jù)燃料電池的性質(zhì),液體燃料電池分為堿性燃料電池和酸性燃料電池。 堿性液體燃料電池氧傳感器 堿性液體燃料電池由銀電極+鉛電極+KOH堿性電解質(zhì)組成,適用于一般場(chǎng)合,既可測(cè)量微量氧,也可測(cè)量恒定氧。當(dāng)樣品氣體中含有酸性成分(如CO2、H2S、CL2、SO2、NOX等)時(shí),會(huì)中和堿性電解質(zhì),對(duì)銀電極產(chǎn)生腐蝕作用,導(dǎo)致電解槽性能衰減,出現(xiàn)響應(yīng)時(shí)間慢、靈敏度降低的現(xiàn)象,因此不適合對(duì)氣體中酸性成分的測(cè)量。 堿性液體燃料電池的結(jié)構(gòu)和工作原理 堿性液體燃料電池氧傳感器的基本結(jié)構(gòu)。它是由銀電極+鉛電極+KOH堿性電解液組成,接觸金屬片作為電極導(dǎo)線分別與陰極和陽(yáng)極相連,電解液通過陰極表面的許多圓孔形成一層薄薄的電解液,電解液薄層上覆蓋著一層可穿透氣體的聚四氟乙烯(PTFE)薄膜。 樣品氣體穿過可透膜進(jìn)入薄電解質(zhì)層,樣品中的氧在電池中進(jìn)行如下電化學(xué)反應(yīng): 銀陰極:O2+2H2O+4e-→4OH- 鉛陽(yáng)極:2Pb+4OH-→2PbO+2H2O+4e- 電池反應(yīng):O2+2Pb→2PbO 該反應(yīng)是不可逆的,由oh離子流產(chǎn)生的電流與樣品氣體中氧的濃度成正比。在沒有氧氣的情況下,不發(fā)生反應(yīng),不產(chǎn)生電流,傳感器為優(yōu)零。陽(yáng)極的鉛(Pb)在反應(yīng)中不斷轉(zhuǎn)化為氧化鉛,直到鉛電極耗盡,就像一些燃料被氧化耗盡一樣。 燃料電池使用注意事項(xiàng): 燃料電池的壽命與所測(cè)氧濃度有關(guān),濃度越大,陽(yáng)極消耗越多,電池壽命越短。一旦電池達(dá)到其使用壽命,讀數(shù)降至零,燃料電池應(yīng)更換。 ②儀器的正常保養(yǎng)量較小,通常3個(gè)月量程氣體單標(biāo)即可一次。當(dāng)電池壽命耗盡時(shí),可以通過讀數(shù)變化或校準(zhǔn)時(shí)電位補(bǔ)償?shù)难h(huán)次數(shù)來判斷,新電池一般在4個(gè)循環(huán)左右,快電池耗盡時(shí),一般在7個(gè)循環(huán)以上,一旦達(dá)到7個(gè)循環(huán),就應(yīng)考慮更換電池,否則,后續(xù)測(cè)量值會(huì)明顯不準(zhǔn)確,反應(yīng)速度變慢。 電池的正常使用壽命一般在半年左右,從交付之日起,備用電池要考慮及時(shí)性,不要盲目存放燃料電池。 ④燃料電池存放時(shí),最好把燃料電池密封袋放在氮?dú)獗Wo(hù)箱內(nèi)。只在需要更換密封袋時(shí)才打開密封袋。 注意:備用燃料電池的短路環(huán)應(yīng)插入短路端,一旦拔出短路環(huán),應(yīng)迅速將電池裝入分析儀測(cè)量室。 ⑤分析儀停止使用時(shí),最好使用零氮進(jìn)行吹掃保護(hù)或關(guān)閉儀器測(cè)量室兩端的截止閥。 注1:通常零氮的吹掃保護(hù)比關(guān)閉閥門的保護(hù)效果好,建議采用這一招。 注2:高含氧量(含空氣)滲入燃料電池測(cè)量室,對(duì)燃料電池壽命影響很大。 |
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