JPH01126540A - イオン選択性電極 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はイオン選択性電極に係り、特にイオン感応層の
薄層化をはかるのに好適な構成のイオン選択性電極に関
するものである。

〔従来の技術〕

高分子支持液膜形のイオン感応膜は、感応物質のリガン
ド、可塑剤及び高分子の母材等より構成されるが、リガ
ンド、可塑剤の相溶性が悪い場合、均一な組成の感応膜
が得にくい。特に膜表面の状態が応答速度９選択性等の
電極状態に大きく影響するが、こうした不溶成分の膜表
面への偏析等により、電極自体間の性能のばらつきが大
きいことが問題となっていた。

相溶性の悪い成分を用いて製膜する際、極力均一な感応
膜を得るためには、キャスティングの条件である溶剤の
種類、雰囲気の温度、湿度、圧力等の最適化をはかるこ
とが最優先であるが、これらの条件の改善だけでは限界
があった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

高分子支持液膜形イオン選択性電極のイオン感応膜が相
溶性の悪い成分を含有するとき、不溶成分の偏析により
製膜の再現性、膜の均一性が悪くなり、電極自体間の性
能のばらつきが大きいことが問題になっていた。

本発明の目的は、不溶成分の偏析を抑制し、電極自体間
の性能のばらつきを低減することができるイオン選択性
電極を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、イオン感応膜を導電性ゲル層の上にイオン
感応層を形成させた２層構造とすることによって達成す
るようにした。

〔作用〕

高分子支持液膜形イオン選択性電極のイオン感応膜は、
リガンドや可塑剤などの相溶性が悪いとき、不溶成分が
結晶成長し、膜中あるいは膜表面に偏析し、均一な膜に
なりにくい。特に膜が厚くなると、キャスティング溶剤
の風乾除去に時間を要するため、不溶成分が結晶成長し
やすくなる。

また、不溶成分の絶対量が増えるため、偏析が著しくな
る。

そこで、本発明では、導電性ゲル層の上にイオン感応層
を形成させて１０μｍ以下の薄いイオン感応層にするこ
とにより、不溶成分の偏析を抑制するようにした。さら
に、イオン感応層を薄くすることにより、２次的効果と
して妨害イオンの膜中深部への拡散を低減し、感応膜中
に残留する妨害イオンによる電位応答の履歴を抑制する
ようにした。

また、十分な膜厚の導電性ゲル層の上にイオン感応層を
形成したので、感応層の′ａ層化を図っても必要な機械
的強度を保持することができる。

なお、本発明では、親水性の導電性ゲル層と親油性のイ
オン感応層の成分は互いに溶は合わないため、感応層の
組成を長時間一定に保つことができ、イオン感応層の寿
命が長くなる。

〔実施例〕

以下本発明を第１図、第２図に示した実施例を用いて詳
細に説明する。

第１図は本発明のイオン選択性電極の一実施例を示す塩
素イオン選択性電極の縦断面図である。

第１図の塩素イオン選択性電極の製作法は以下の通りで
ある。すなわち、ポリ塩化ビニル製の電極ボテイー１に
寒天３−５　　ｇ　ｔ　Ｋ　Ｃ０４０ｇ　＋水１ｏＯｍ
Ｑからなる９５℃の溶液を一定量流し込んだ後冷却して
導電性ゲル層２を電極ボディー１の内側に製膜する。こ
の導電性ゲル層２の下側にイオン感応層形成用のキャス
ティング溶液を塗布する。キャスティング溶液の組成は
、テトラヒドロフランを溶剤とし、リガンドの塩化ジメ
チルジオクタデシルアンモニウムをＩＱｇ／Ｑ、可塑剤
のｎ−テトラデカノールを２５　ｇ　／　ｎ　、オルト
−ニトロフェニルオクチルエーテルを２０　ｇ＃ｌ　。

母材のポリ塩化ビニルを５０　ｇ　／　Ｑの割合となっ
ている。そして、キャスティング溶液を８０μα塗布後
、テトラヒドロフランを風乾除去して、厚さ４μｍのイ
オン感応層３を形成させた。本実施例の電極は、ほかに
銀／塩化銀の内部電極４゜Ｉ　Ｑ　ｍｍｏＱ　／　ｎの
ＮａＣＱ水溶液の内部液５から構成されている。

第１図に示す実施例のように製膜したイオン感応膜を用
いた電極と従来のイオン感応膜を用いた電極との比較を
行うと、従来の電極は、本発明の実施例の電極のイオン
感応層と同一組成のキャスティング溶液からキャスティ
ング法により得た感応膜を用いているが、本実施例の電
極と従来の電極を５０本ずつ製作し、塩素イオン濃度が
１０ｍｍｏＱ／Ｑ及び１００　ｍｍｏＱ／　Ｑの水溶液
を測定したときの電位差から求めたスロープ感度及び単
独溶液法による１００ｍｍｏＱ／１２　　の濃度におけ
る炭酸水素イオンに対する選択係数をすべての電極につ
いて求めると、従来の電極では、スロープ感度が−４０
ｍ　Ｖ　／ｄｅｃａｄｅに満たないものが１１本、炭酸
水素イオンに対する選択係数が０．３５　より悪いもの
が１４本あったが、本実施例の電極では、前者、後者い
ずれも２本ずつであり、塩素イオン選択電極の性能のば
らつきを著しく低減できることが明確になった。

また、バッチ法によって１００ｍｍｏｎ／ｆｌのチオシ
アン酸イオンの水溶液に１０分間浸漬した後、１００ｍ
ｍｏＱ／Ｑの塩素イオンの水溶液に浸漬したときの電位
応答の速度を調べたところ、本実施例の電極では９５％
応答が平均４５秒であるのに対し、従来の電極では平均
７０秒を要した。

第２図は本発明の他の実施例を示す塩素イオン選択性電
極の縦断面図である。第２図においては。

ポリ塩化ビニル製の電極ボディー６に銀／塩化銀内部電
極７及びリード線８が組み込まれており、凹部に導電性
ゲル層９を形成し、その下側に第１図で用いたキャステ
ィング溶液を３０ｍ１２滴下後風乾し、イオン感応層１
０を形成させた。そして、この電極をフローセル１１に
組み込んだ。本電極では、試料の流速を１０ｍＱ／分と
高速化することにより、１０ｍｍｏＱ／ＱのＮａＣＱ、
ＬｏｏｍｍｏＱ／βのＮａＣＱの水溶液間の９５％応答
速度がバッチ法の約１０分の１となり、また、チオシア
ン酸イオンあるいはアセチルサリチル酸イオンを１００
ｍｍｏＱ／Ｑ含む試料を測定後、１００ｍｍａｎ／Ｑの
ＮａＣＱの水溶液を測定すると、電位の９５％応答に要
する時間は、従来の製膜した電極のそれに比べていずれ
の陰イオンについてもほぼ半分に短縮することができた
。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、イオン感応層の
薄層化をはかることができ、相溶性の想い感応層の構成
成分の偏析を低減し、性質のばらつきの小さいイオン選
択性電極を製作でき、また、特に親油性のイオンなどの
妨害イオンの膜中深部への拡散を抑制できるため、感応
膜中に残留する妨害イオンによる電位応答の履歴を低減
できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のイオン選択性電極の一実施例を示す塩
素イオン選択性電極の縦断面図、第２図は本発明の他の
実施例を示す塩素イオン選択性電極の縦断面図である。 １．６・・・電極ボディー、２，９・・・導電性ゲル層
、３．１０・・・イオン感応層、４，７・・・内部電極
、５・・・内部液、１１・・・フローセル。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、イオン感応性物質を高分子液膜中に分散させたイオ
   ン感応膜を利用したイオン選択性電極において、前記イ
   オン感応膜を導電性ゲル層の上にイオン感応層を形成さ
   せた２層構造としたことを特徴とするイオン選択性電極
   。 ２、前記イオン感応層は、１０μｍ以下の厚さとしてあ
   る特許請求の範囲第１項記載のイオン選択性電極。