Dynamic électrochimique Mesure des ions chlorure

Un capteur d'ions chlorure par rapport à la mesure du temps de transition d'une électrode Ag / AgCl est présentée. Le but est d'éviter les dérives inhérentes au cours de la surveillance continue à long terme des ions chlorure dans l'électrolyte. Chronopotentiometric mesure, qui est une méthode de mesure dynamique, d'une électrode Ag / AgCl est utilisé à cet effet. Ici, un taux de variation du potentiel d'une électrode Ag / AgCl est mesurée pendant une impulsion (impulsion galvanostatique). L'avantage de cette approche est démontrée en éludant l'électrode de référence liquide jonction et à la place utiliser un fil métallique comme électrode pseudo-référence, permettant ainsi la détection de CL concentration des ions de long terme (années) et dans des applications in situ, comme mesure à l'intérieur de structures en béton.

Les ions chlorure dans les structures en béton est l'une des principales causes de la dégradation de ^1,2. Il initie la corrosion par piqûres dans le renforcement en acier d'unrésultats ème à l'échec final de la structure ^3. Par conséquent, la mesure des ions Cl dans le béton est inévitable de prévoir le cycle de vie du service et la maintenance d'une structure ^4,5. Des principes de détection différents ont été rapportés pour la mesure des ions chlorures dans le béton comme électrochimique ^{6,7, 8,9} optique et électromagnétique ^10,11. Cependant, les méthodes optiques et électromagnétiques ont des configurations volumineuses, sont difficiles à intégrer en tant que système autonome et avoir des problèmes avec la sélectivité ^12. Dans la technique électrochimique, la mesure potentiométrique d'une électrode Ag / AgCl est l'état de la ^6,7,13 d'approche de l'art. Malgré des résultats prometteurs, cette approche est limitée à la mesure l'échelle du laboratoire depuis les dérives de potentiel de référence et de diffusion des résultats de baisse potentielle des données erronées ^14,15. Une approche de temps de transition basée sur la mesure électrochimique dynamique (DEM) pourrait atténuer le problème en raison du potentieldériver ^16.

Dans le DEM, la réponse d'un système à un stimulus appliqué est mesurée ^17-19. L'exemple d'un tel système est la chronopotentiométrie. Ici, une impulsion de courant appliquée est utilisée comme stimulus d'appauvrissement d'ions à proximité de la surface de l'électrode et la réponse mesurée est le potentiel correspondant. Un courant anodique à une électrode Ag / AgCl initie une réaction faradique (Ag + cl AgCl + e) ​​qui entraîne une diminution des ions Cl près de la surface de l'électrode. La variation de potentiel est fonction du courant appliqué et de la concentration des ions sélectifs ^(12,20) dans l'électrolyte. Le moment où ces ions épuiser complètement proximité de l'électrode de surface le taux de variation de la hausse potentiels rapidement, donnant un point ²¹ d'inflexion. Le point sur la courbe de réponse en temps potentiel (chronopotentiogramme) inflexion indique le temps de transition et peut être déterminée à partir de lamaximale de la première dérivée de la réponse potentielle ^22. Le temps de transition est une caractéristique de la concentration en ions. Cette approche a été utilisée pour déterminer la concentration des ions différents ¹⁷ et le pH des électrolytes ^23,24. Dans le cas d'une électrode Ag / AgCl en tant qu'électrode de travail (dans laquelle le courant est appliqué) appauvrissant les ions seront ions chlorure ^17. mesure donc sa date de transition permettra de déterminer sa concentration.