
【化】 ion selective semiconducting electrode
ion
【化】 ion
【醫】 ion
select; choose; elect; pick; staple; choice; selection
【計】 ALT; selecting
【醫】 selection
【經】 pick; select; selecting; selection
【電】 photoconduction
bally; cruelly; extreme; fearfully; mighty; pole
【醫】 per-; pole; polus
離子選擇性半導電極(Ion-Selective Semiconductor Electrode)是一種結合半導體材料與離子選擇性識别功能的分析器件,主要用于檢測溶液中特定離子的活度或濃度。其核心原理基于半導體表面電勢與離子濃度的相關性,通過離子選擇性膜對目标離子的識别作用,将化學信號轉化為可測量的電信號。
結構與工作機制
該電極通常由三部分組成:
當目标離子與選擇性膜發生交換反應時,膜-溶液界面的雙電層結構改變,引發半導體表面耗盡層厚度變化,最終通過場效應調控輸出電流或電壓信號。
應用領域
此類電極在環境監測(如水質重金屬檢測)、生物醫學(血鉀/鈉離子分析)和工業流程控制中具有高靈敏度與選擇性優勢。例如,基于硫化镉半導體的氟離子電極可實現10⁻⁶ M級别的檢測限。
理論模型
其響應行為可用修正的Nernst方程描述:
$$
E = E^0 + frac{RT}{zF}ln(a_i) + J_p
$$
式中$J_p$表示半導體結電勢項,該模型已通過國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)發布的電化學傳感器标準驗證。
關于“離子選擇性半導電極”這一術語,目前公開資料中并未明确提及該名稱。結合搜索結果和相關電化學知識,推測可能是用戶對“離子選擇性電極”與“半導體材料”結合的表述。以下分兩部分解釋:
離子選擇性電極是一種基于膜電勢原理的電化學傳感器,用于測定溶液中特定離子的活度或濃度。其核心特點包括:
若涉及“半導電極”,可能指采用半導體材料(如金屬氧化物、矽基材料)作為敏感膜的改進型離子選擇性電極。這類設計的潛在特點包括:
但需注意,目前主流的離子選擇性電極仍以傳統膜材料為主,半導體技術尚處于研究階段。建議用戶核實具體文獻或技術文檔中的術語表述。
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