全固态参比电极的制备及其在钢筋腐蚀监测中的应用

钢混结构中钢筋的腐蚀是影响结构耐久性的重要因素，腐蚀可以造成钢筋本身力学性能以及钢筋与混凝土粘结性能的劣化，这将严重影响钢混结构的承载力及服役寿命。基于电化学方法进行腐蚀监测的腐蚀传感器中通常需要应用参比电极为监测方法提供研究电极的电位，然而传统的参比电极由于其使用寿命有限从而限制了其在实际工程中的应用。制备了一种新的能够满足混凝土中钢筋腐蚀监测用的全固态参比电极。在水泥砂浆中应用动电位扫描的方法对钢筋的腐蚀进行了研究．研究结果表明，ASSRE的电位稳定，应用全固态参比电极能够得到理想的动电位扫描曲线。

全固态银/卤化银参比电极的性能

采用粉末压片法制备了一种全固态银/卤化银(Ag/AgX)参比电极。测试了海水温度、海水pH以及恒电流极化等因素对该参比电极性能的影响。结果表明,该全固态Ag/AgX参比电极制备工艺简单,温度系数在0.3mV/℃左右,海水pH的变化对电极的电位基本没有影响,抗恒电流极化性能较好,是海洋工程阴极保护中电位监/检测较为理想的参比电极。

导电凝胶型全固态Ag/AgCl参比电极的制备及性能

研制出以固态AgCl^-KCl^-聚乙烯醇-琼脂混合物为导电凝胶的全固态Ag/AgCl参比电极(AllState-Referencr Electrode,简写为ASRE)。将ASRE与pH玻璃电极组成电极组,直接电位法测定pH2.00~12.00磷酸盐缓冲溶液的pH值,与以饱和甘汞电极为参比电极(SCE)的测定结果比较,相对误差为-0.8%^+0.8%;与氯离子选择电极组合测定1.00×10^(-1)~1.00×10^(-4) mol/L NaCl的电池电动势ΔE,-lgc(Cl^-)与ΔE呈良好的线性关系,斜率为-49.3,与以双盐桥SCE为参比电极时的斜率(-49.9)基本一致,表明ASRE能够代替双盐桥SCE运用于Cl^-浓度的测定。在10~80℃范围内,以KNO_3溶液(1.000 mol/L)为模型,测定ASRE相对于SCE的ΔE,ΔE与T呈线性关系,温度系数为0.123mV/℃。ASRE有望代替传统参比电极,应用于离线或在线电化学测定中。

ZrO_2高温固态电极交换电流密度的研究

利用对称电池M，MxOy|ZrO2（MgO）|M，MxOy在高温下对固态参比电极的极化特征进行了研究．实验研究表明，在本实验的条件下，极化电流与超电势之间为线性关系．Mo／MoO2参比电极的交换电流密度远大于Cr／Cr2O3、Ni／NiO、Co／CoO参比电极的交换电流密度．电极交换电流密度随参比电极中金属含量的增加及温度的升高而增大．根据实验测试得到了电极反应的活化能．

基于电化学理论的腐蚀监测技术研究及其在钢混梁中的应用

掌握钢筋腐蚀状态可为结构安全评定及全寿命设计提供科学依据。利用分段法解析腐蚀传感器的恒电流阶跃响应数据,提取腐蚀过程特征参数。采用Sym 4小波分析电化学噪声数据得到判定点蚀发生的能量分布。显示腐蚀后混凝土的电阻量级仅为102Ω.cm2,极化电阻量级为102Ω.cm2,钢筋的腐蚀速率较大;双电层电容量级为10-4F.cm-2;β<1说明CPE项的出现,导致电容表现为非理想电容;σ/Rp≥10-2,说明较长测试时间内扩散起主导作用;腐蚀前EN的能量主要集中在1、2、3晶胞上,而腐蚀发生后EN的能量转移到特征晶胞5、6、7上。本文认为,分段解析恒电流阶跃响应数据能够在时域内准确获取腐蚀过程特征参数;基于小波分析的能量分布方法能够定性判定点蚀的发生;五电极传感器能够准确监测腐蚀过程。

基于纸芯片的离子选择性电极系统检测海水中钙离子

以滤纸为基底材料,通过滴涂导电碳浆及Ag/Ag Cl浆,分别制备了固态聚合物膜钙离子选择性指示电极和固态聚合物膜参比电极,构建了纸芯片离子选择性电极系统,用以检测海水中Ca^(2+)。实验中,优化了离子载体含量与离子选择性敏感膜厚度,考察了参比电极的稳定性及指示电极的选择性。结果表明,在0.5 mol/L NaCl背景下,该系统在1.0×10-4~3×10-2mol/L范围内呈现线性响应,响应斜率为24.3 m V/dec。将纸芯片电极用于实际海水样品中Ca^(2+)含量的测定,所得结果与电感耦合等离子体-原子发射光谱法检测数据一致。