
【化】 ion selective semiconducting electrode
ion
【化】 ion
【医】 ion
select; choose; elect; pick; staple; choice; selection
【计】 ALT; selecting
【医】 selection
【经】 pick; select; selecting; selection
【电】 photoconduction
bally; cruelly; extreme; fearfully; mighty; pole
【医】 per-; pole; polus
离子选择性半导电极(Ion-Selective Semiconductor Electrode)是一种结合半导体材料与离子选择性识别功能的分析器件,主要用于检测溶液中特定离子的活度或浓度。其核心原理基于半导体表面电势与离子浓度的相关性,通过离子选择性膜对目标离子的识别作用,将化学信号转化为可测量的电信号。
结构与工作机制
该电极通常由三部分组成:
当目标离子与选择性膜发生交换反应时,膜-溶液界面的双电层结构改变,引发半导体表面耗尽层厚度变化,最终通过场效应调控输出电流或电压信号。
应用领域
此类电极在环境监测(如水质重金属检测)、生物医学(血钾/钠离子分析)和工业流程控制中具有高灵敏度与选择性优势。例如,基于硫化镉半导体的氟离子电极可实现10⁻⁶ M级别的检测限。
理论模型
其响应行为可用修正的Nernst方程描述:
$$
E = E^0 + frac{RT}{zF}ln(a_i) + J_p
$$
式中$J_p$表示半导体结电势项,该模型已通过国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)发布的电化学传感器标准验证。
关于“离子选择性半导电极”这一术语,目前公开资料中并未明确提及该名称。结合搜索结果和相关电化学知识,推测可能是用户对“离子选择性电极”与“半导体材料”结合的表述。以下分两部分解释:
离子选择性电极是一种基于膜电势原理的电化学传感器,用于测定溶液中特定离子的活度或浓度。其核心特点包括:
若涉及“半导电极”,可能指采用半导体材料(如金属氧化物、硅基材料)作为敏感膜的改进型离子选择性电极。这类设计的潜在特点包括:
但需注意,目前主流的离子选择性电极仍以传统膜材料为主,半导体技术尚处于研究阶段。建议用户核实具体文献或技术文档中的术语表述。
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