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申请/专利权人：中国科学院重庆绿色智能技术研究院

摘要：本发明涉及基于酸碱传质极限电流的弱酸物质浓度检测方法，属于弱酸物质浓度的检测技术领域。本发明的检测方法首先通过目标弱酸物质与中性无机盐配制形成标准溶液，作为电解液在电解池中进行析氢反应，测试得到极化曲线，从中得到酸碱传质极限电流，将其与对应的浓度形成酸碱传质极限电流‑浓度的标准曲线，经过拟合得到目标弱酸物质的浓度与酸碱传质极限电流的计算公式；然后在同样的条件下将待测溶液和中性无机盐配置形成待检测的电解液，在同样的电解池中测试得到待检测溶液的j1酸碱传质极限电流；最后将其代入目标弱酸物质的浓度与酸碱传质极限电流的计算公式中计算得到待检测溶液中目标弱酸物质的浓度。

主权项：1.基于酸碱传质极限电流的弱酸物质浓度检测方法，其特征在于，所述检测方法包括如下步骤：1取待检测的目标弱酸物质和无机盐溶解在水中配制形成不同浓度的目标弱酸物质标准溶液，其中各个不同浓度的目标弱酸物质标准溶液中无机盐的浓度相同；2向各个所述标准溶液中曝氮气，将各个所述标准溶液中的溶解氧浓度降低至≤0.5mgL，将酸碱度调节至一个选定的固定pHb，其中pKa-1.5≤pHb≤pKa+1，作为电解液分别置于相同构型的单室三电极电解池中，所述单室三电极电解池中铂盘旋转电极为工作电极、对电极材料为铂或金、饱和甘汞电极或银氯化银电极为参比电极，通过电化学工作站施加电压激励，使所述工作电极发生析氢反应，得到不同浓度的目标弱酸物质标准溶液对应的析氢反应极化曲线；3将所述极化曲线中电极电势变化最缓慢的阶段作为酸碱传质控制区，将所述酸碱传质控制区内的平均电流作为酸碱传质极限电流，以不同浓度的目标弱酸物质标准溶液对应的所述酸碱传质极限电流作为纵坐标、标准溶液的目标弱酸物质的浓度作为横坐标，得到jl-CB标准曲线，线性拟合得到酸碱传质极限电流与目标弱酸物质浓度的线性关系公式；4利用所述步骤3中获得的线性关系公式，确定如下公式①和公式②的参数，获得用于目标弱酸物质浓度计算的公式， 其中j1为目标弱酸性物质的酸碱传质极限电流、单位为Am2，pKa为目标弱酸性物质的解离常数，F为法拉第常数即96485Cmol，pHb为目标弱酸性物质的溶液pH值，CB为目标弱酸物质的浓度、单位为molL，mB为目标弱酸物质的传质系数、单位为ms，利用步骤3所述线性关系公式的斜率按照公式③计算mB值： jH,1为目标弱酸性物质浓度为0时对应的酸碱传质极限电流、单位为Am2，jH,1的值等于步骤3所述线性计算公式的截距，k为步骤3所述线性关系公式的斜率，mH为氢离子的传质系数、单位为ms，利用步骤3所述线性计算公式的截距按照公式④计算mH值： b为步骤3所述线性计算公式的截距；4待测溶液中目标弱酸物质浓度的精确检测方法，采用精确检测方法或者简便检测方法，其中所述精确检测方法具体为：将待检测溶液过滤除去杂质，加入步骤1中所述无机盐或所述无机盐配制的浓度≥5molL的无机盐溶液，使待检测溶液中的无机盐浓度与步骤1中所述目标弱酸物质标准溶液中所述无机盐浓度之间的误差不大于0.05molL，采用步骤2中相同方法曝氮气将溶液中的溶解氧浓度降低至≤0.5mgL，将溶液中酸碱度精确调节至与步骤2中标准溶液选定的固定pHb值之间的误差≤±0.01，然后将溶液置于步骤2中相同的单室三电极电解池中，使工作电极在步骤2中同样的条件下进行析氢反应，得到待测溶液的极化曲线，按照步骤3中的方法得到待测溶液的酸碱传质极限电流，按照公式①计算得到待测溶液中目标弱酸物质的浓度，所述简便检测方法具体为：将待检测溶液过滤除去杂质，加入步骤1中所述无机盐，或者加入步骤1中所述无机盐配制的浓度≥5molL的无机盐溶液，使待检测溶液中的无机盐浓度与步骤1中所述目标弱酸物质标准溶液中无机盐浓度之间的误差不大于0.05molL，采用步骤2中相同方法曝氮气将溶液中的溶解氧浓度降低至≤0.5mgL，对曝氮气后的溶液进行pH调节，使曝气后的溶液的pH介于pKa-1.5与pKa+1的范围内，然后将溶液置于步骤2中相同的单室三电极电解池中，使工作电极在步骤2中同样的条件下进行析氢反应，得到待测溶液的极化曲线，按照步骤3中的方法得到待测溶液的酸碱传质极限电流，将待测溶液的酸碱传质极限电流和溶液pH代入公式②计算得到待检测溶液中目标弱酸物质的浓度。

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