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发酵液溶氧电极的结果及原理分析

发布日期:2021-04-16      浏览次数:484
发酵液溶氧值DO是我们*的发酵参数,由溶氧电极反应发酵液溶氧值,溶氧电极是由一透气膜覆盖的电流型电极,一般分为两类:原电池型和极谱型,原电池型电极无需外加电压,极谱(Polargrafic)型电极需要外加0.6-0.8V的极化电压。
 
1.电极结构
一般由阴极、阳极、电解质和塑料薄膜构成。
阴极:一般阴极材料的要求很高,如白金或银度在99.999%以上,极谱型电极的阴极表面做得很小,一般其直径在1-50μm的范围,形成的还原电流在nA级,因此,需要专门的电子放大装置。
阳极:阳极的材料依然要求很高,如白金或银度在99.999%以上,一般阳极作成圆筒状,其表面积需阴极面积大数十倍。
电解质:基本有KOH、KCl、醋酸铅等。
薄膜:薄膜一般采用聚四氟乙烯(F4)或聚四氟乙烯-聚六氟丙烯的共聚体,也曾用聚氯丙烯,聚乙烯,聚丙烯等。其主要性能符合DO电极的耐高温(>200℃),透气性能好的要求。其厚薄也很有讲究,膜越薄,灵敏度越高,一般在0.01-0.05mm的范围。膜性能对一个好的电极响应非常重要。需要膜对氧具有高度的透性和对CO2低的透性。
 
2.溶氧电极原理
溶氧电极测量的物理量是氧分压而不是氧浓度。薄膜一般不能透过水和可溶性物质,只能透过氧气。当给溶氧电极加上0.6-0.8V的电压时,阴极(金电极)释放电子,阳极(银电极)接受电子。当氧气透过薄膜进入电解液,与阴极和阳极构成回路,便产生了电流。根据法拉第定律,流过溶氧电极的电流与氧分压呈正比及I=k·PO2,当氧分压越大,电流及越大,电流和氧分压呈线性关系。
 
3.溶氧电极的维护
(1)1~2 周应清洗一次溶氧仪电极,如果膜片上有污染物,会引起测量误差。清洗时应小心,注意不要损坏膜片。将溶氧仪电极放入清水中涮洗,如污物不能洗去,用软布或棉布小心擦洗。
(2)2~3 月应重新校验一次溶氧仪电极的零点和量程。
(3)溶氧仪电极的再生大约1 年左右进行一次。当测量范围调整不过来,就需要对溶解氧电极再生。电极再生包括更换内部电解液、更换膜片、清洗银电极。如果观察银电极有氧化现象,可用细砂纸抛光。
(4)在使用中如发现溶氧仪电极泄露,就必须更换电解液。

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