新型全固態(tài)混凝土氯離子檢測傳感器的研制與性能測試.pdf

1、氯鹽入侵是導致鋼筋混凝土結構腐蝕的最主要因素之一，因此及時、準確檢測出混凝土環(huán)境中氯離子濃度，對有效判斷鋼筋混凝土結構服役狀態(tài)和及時采取修復措施具有重要意義。傳統(tǒng)的取樣分析法不能夠實現實時監(jiān)測，并且會對混凝土結構造成破壞。本文以MnO2電極作參比電極，Ag/AgCl/rGO電極為工作電極，經過特定的組裝工藝，制備出了一種適用于混凝土環(huán)境氯離子濃度監(jiān)測的復合型傳感器。
　　本文首先通過電解氧化法制備了電解MnO2(EMD)材料，結合

2、固態(tài)凝膠電解質以及泡沫混凝土半透膜制備出三層結構的MnO2固體參比電極。對電極的電化性能進行測試，結果表明該電極在模擬孔溶液中浸泡280 d的電位波動值在10 mV以內，并且具有較小的電化學阻抗和較大的腐蝕電流密度，電極的抗極化能力較好。對MnO2電極的溫度敏感性以及抗污染能力進行測試，在0~50℃范圍內電極的溫度系數為0.68 mV/℃；在pH值為9~13.5的范圍內，pH值每升高0.1，電極電位值降低1.8 mV，比Nernst方程

3、計算的理論值5.9 mV低。電極電位基本不受Cl-，有機胺阻銹劑的影響。
　　其次，利用水熱還原法制備了Ag/AgCl/rGO復合納米粉體，通過對納米粉體微觀形貌的表征，發(fā)現其中納米Ag顆粒的直徑在50 nm以內，且均勻附著在石墨烯片層上。將復合材料涂覆在自制銀網上，壓制成Ag/AgCl/rGO電極，用于制備具有高靈敏度Cl-離子響應的Ag/AgCl電極。在模擬孔溶液中的測試表明，該電極浸泡180 d的電位波動值小于3 mV，氯離

4、子響應能力的線性度較好，腐蝕電流密度較大，電極的抗極化能力較好。電極的溫度系數為0.41 mV/℃，并且電位值不受pH值的影響。
　　將Ag/AgCl/rGO電極表面包裹一層薄的PVA凝膠電解質，與所制備的MnO2長效參比電極一同埋置于硬化砂漿中，組成一個復合傳感器。然后將其浸泡在含有不同氯離子濃度的模擬孔溶液中，對其電位穩(wěn)定性以及氯離子響應關系進行測試。結果表明復合傳感器的電位穩(wěn)定性較好，且與Log[Cl-]呈較較高的線性度。在