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三镍电极氢传感器Hydrogen Sensor with Three Nickel - 化学通报
化学通报 2003 年 第66 卷 w109
三镍电极氢传感器
余 刚 赵 亮 叶立元 郭小华
(湖南大学化学化工学院 长沙 410082)
摘 要 研制了一种三镍电极氢传感器 测定钢铁中原子氢渗透速率的方法 研究了镀镍的工
艺对原子氢氧化活性表面的背景电流影响 测定了镍作参比电极在氢氧化钾溶液中的电极电势 用
镍作参比电极时原子氢氧化电势在 0.2 +0.3V(vs Nie)之间 用RH-404 氢测定仪验证了传感器传感
信号是可靠的
关键词 氢传感器 镍电极 氢渗透
Hydrogen Sensor with Three Nickel Electrodes
Yu Gang, Zhao Liang, Ye Liyuan, Guo Xiaohua
(College of Chemistry and Chemical Engineering, Hunan University, Changsha 410082)
Abstract A sensor composed of three nickels has been developed to determine the permeation rate of
atomic hydrogen. The effects of process of electrolytically deposited nickel on the active side of oxidizing
atomic hydrogen on base current were investigated. The electrode potential was measured in KOH solutions.
The range of atomic hydrogen oxidized potential vs nickel electrode was between –0.2 +0.3V. The
reliability of output of the sensor signal was verified with RH-404 hydrogen tester.
Key words Hydrogen sensor, Nickel electrode, Hydrogen permeation
石油输送管线 锅炉酸洗过程由于腐蚀析氢 使得原子氢在没有形成氢分子之前就已经渗
入钢铁的内部 使其内部原子氢的浓度不断增加 原子氢在钢的内部积累 使钢制设备的韧性
下降 脆性增加产生氢损伤 并引发突发性恶性破坏事故 由此造成巨大的经济损失和严重的
社会后果 工业上需要有一种智能型原子氢探测技术 来检测或监测钢铁结构中氢腐蚀的速率
钢铁中原子氢的含量 并显示设备内部由于氢的积集将要发生腐蚀破坏的危险性
自从1962 年电化学科学家Devanathan 和Stachurski [1]提出了一种电化学方法来研究氢在金
属中的渗透速率以后 人们不断开发许多适合于工程应用的原子氢电化学传感器[2~4] Yamakawa
[5] L 1 的氢氧化钠溶液为电解液 氧化汞电极为参比电极 在被
等 设计的氢传感器是采用 1mol
测的金属构件表面镀镍 用恒电势仪控制 0.15V(vs Hg/HgO) 的氧化电势进行氢渗透监测 在监
测氢之前 先要进行表面处理 镀镍和电解池的安装三个步骤 Hg/HgO 参比电极是有毒的物
质 在工程上应用会对环境造成有害的影响 为此 笔者试图用无毒性的金属镍代替 Hg/HgO
参比电极 研制一种三镍电极氢传感器 既有利于环境保护 在工程上使用也更加方便
1 传感器设计的原理
余 刚 男 43 岁 博士 教授 从事腐蚀电化学研究 E-mail: yuganghn@
2002-09-25 收稿 2003-06-24 修回
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