基于 IGZO 的 pH 電極:In - Ga - Zn - O(IGZO)近年來被廣泛應(yīng)用于 TFT 基板以替代 α - Si。在相關(guān)研究中,將 70 nm 厚的 IGZO 層直接沉積在 P 型 Si 襯底上作為傳統(tǒng)擴(kuò)展柵場效應(yīng)晶體管(EGFET)的擴(kuò)展柵,用作 pH 傳感膜。通過在不同溫度下進(jìn)行沉積后退火(RTA)處理,可改善 IGZO 層的 pH 傳感性能。例如,在 N?氣氛中 700℃下進(jìn)行 RTA 處理,在 pH 2 - 10 的應(yīng)用范圍內(nèi),靈敏度可從 41.5 mV/pH 提高到 53.3 mV/pH 。此外,改變 RF 濺射過程中的 Ar/O? 比例也會(huì)影響電極性能,如在 Ar/O? 氣氛為 24/1 的條件下制備的 IGZO - EGFET 具有靈敏度(59.5 mV/pH)和線性度(99.7%),且在 7 個(gè)月后仍能保持較高性能(靈敏度 51.4 mV/pH,線性度 92%)。pH 電極存儲周期≥2 年(未開封),出廠標(biāo)配校準(zhǔn)證書,溯源性有保障。白炭黑用pH傳感器
提高 pH 電極在強(qiáng)酸強(qiáng)堿環(huán)境測量準(zhǔn)確性的措施,1、定期校準(zhǔn):無論在何種酸堿環(huán)境下,定期校準(zhǔn) pH 電極都是保證測量準(zhǔn)確性的關(guān)鍵。在強(qiáng)酸強(qiáng)堿環(huán)境中,由于電極性能變化較快,校準(zhǔn)頻率應(yīng)適當(dāng)增加??梢允褂脴?biāo)準(zhǔn)緩沖溶液進(jìn)行兩點(diǎn)或多點(diǎn)校準(zhǔn),以修正電極的響應(yīng)偏差。2、正確維護(hù):包括電極的清洗、儲存等。在強(qiáng)酸強(qiáng)堿環(huán)境使用后,應(yīng)立即用去離子水沖洗電極,去除殘留的酸堿溶液,防止對電極造成進(jìn)一步腐蝕。儲存時(shí),應(yīng)根據(jù)電極類型選擇合適的儲存液,如一般玻璃電極可浸泡在含有氯化鉀的緩沖溶液中。3、選擇合適電極:根據(jù)具體的酸堿環(huán)境和測量要求,選擇專門為該環(huán)境設(shè)計(jì)的電極。如在強(qiáng)酸環(huán)境中選擇耐酸電極,在強(qiáng)堿環(huán)境中選擇耐堿電極,以很大程度減少誤差,提高測量準(zhǔn)確性。江蘇微基智慧生物發(fā)酵用pH傳感器采購實(shí)驗(yàn)室pH 電極校準(zhǔn)前需活化 30 分鐘。
碳納米材料對提升 pH 電極性能的優(yōu)處,碳納米材料擁有巨大的比表面積,能提供更多活性位點(diǎn)與溶液中的 H?或 OH?離子相互作用。以石墨烯為例,其單原子層結(jié)構(gòu)使其比表面積理論上可達(dá) 2630 m2/g 。在強(qiáng)酸強(qiáng)堿環(huán)境中,大量 H?或 OH?離子存在,大比表面積可吸附更多離子,增強(qiáng)電極與溶液的相互作用,提高電極對離子濃度變化的敏感性,進(jìn)而提升測量精度。在強(qiáng)酸強(qiáng)堿環(huán)境中,普通電極材料易被腐蝕,而碳納米材料化學(xué)穩(wěn)定性良好,能抵抗強(qiáng)酸強(qiáng)堿侵蝕,保證電極結(jié)構(gòu)和性能穩(wěn)定。比如碳納米管,其由碳原子以 sp2 雜化方式形成的六邊形網(wǎng)格組成的管狀結(jié)構(gòu),化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,在強(qiáng)酸強(qiáng)堿溶液中長時(shí)間使用,電極性能不會(huì)因材料腐蝕而下降,確保測量可靠性和長期穩(wěn)定。
不同場景對pH電極的綜合考量,1、實(shí)驗(yàn)室場景:在實(shí)驗(yàn)室中,對于高精度的分析測量,通常會(huì)選擇平面電極或管徑適中、長度較短的管狀電極。平面電極的高精度測量特性適用于標(biāo)準(zhǔn)溶液的標(biāo)定等工作;而管徑適中、長度較短的管狀電極則便于操作和清洗,能夠滿足多種常規(guī)實(shí)驗(yàn)的需求。2、工業(yè)場景:在工業(yè)生產(chǎn)過程中的 pH 監(jiān)測,如化工生產(chǎn)、污水處理等,需要考慮電極的耐用性和長期穩(wěn)定性。此時(shí),大管徑、長管體的管狀電極可能更為合適,其能夠承受較大的流量和壓力,且內(nèi)參比溶液的大容量保證了長時(shí)間穩(wěn)定測量。3、生物醫(yī)學(xué)場景:在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,如細(xì)胞培養(yǎng)、生物體內(nèi)檢測等,小管徑、短管體的電極更受青睞。其微小的尺寸能夠盡量減少對生物樣本的影響,滿足生物醫(yī)學(xué)研究對微創(chuàng)、高精度測量的要求。絕緣管體的形狀和尺寸對玻璃 pH 電極在不同場景下的使用和性能有著多方面的影響。在實(shí)際應(yīng)用中,需要根據(jù)具體的測量場景和需求,綜合考慮電極的形狀和尺寸,以達(dá)到預(yù)期的測量效果。環(huán)保pH 電極需具備自診斷功能,提示維護(hù)需求。
常見 pH 電極在不同酸堿環(huán)境下的局限性,1、玻璃電極:雖然玻璃電極是常用的 pH 測量電極,但在強(qiáng)酸和強(qiáng)堿極端環(huán)境下,其性能會(huì)受到較大影響。酸誤差和堿誤差限制了其在強(qiáng)酸強(qiáng)堿環(huán)境中的測量準(zhǔn)確性,且玻璃膜易被腐蝕,需要定期校準(zhǔn)和更換。2、復(fù)合電極:復(fù)合電極將指示電極和參比電極組合在一起,使用方便,但在強(qiáng)酸強(qiáng)堿環(huán)境中,同樣面臨參比系統(tǒng)不穩(wěn)定和玻璃膜易受損的問題。特別是在高溫、高濃度酸堿溶液中,復(fù)合電極的壽命和測量精度會(huì)明顯下降。pH 電極實(shí)驗(yàn)室臺式設(shè)備需固定支架,避免晃動(dòng)導(dǎo)致接觸不良。江蘇微基智慧生物發(fā)酵用pH傳感器采購
pH 電極抗電磁干擾等級 Class A,工業(yè)強(qiáng)電磁環(huán)境下數(shù)據(jù)不漂移。白炭黑用pH傳感器
pH 電極:化工生產(chǎn)的質(zhì)量穩(wěn)定器,在化工生產(chǎn)的復(fù)雜流程中,pH 電極扮演著質(zhì)量穩(wěn)定器的重要角色。基于其對化工反應(yīng)體系中氫離子濃度的精確測量原理,pH 電極在確保產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。在聚合反應(yīng)中,pH 值對聚合物的分子量和結(jié)構(gòu)有重要影響,pH 電極實(shí)時(shí)監(jiān)測反應(yīng)體系的 pH 值,幫助操作人員調(diào)整反應(yīng)條件,獲得性能穩(wěn)定的聚合物產(chǎn)品。在精細(xì)化工生產(chǎn)中,產(chǎn)品的純度和質(zhì)量對 pH 值要求極高,pH 電極準(zhǔn)確測量反應(yīng)液的 pH 值,確保生產(chǎn)過程符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。pH 電極憑借其可靠的性能和精確的測量,為化工生產(chǎn)的質(zhì)量穩(wěn)定提供了有力保障。白炭黑用pH傳感器