pH是水溶液最重要的物理化学参数之一,pH测量在工业、农业、医学、环境、化学、生命科学等诸多领域都有着十分重要的意义。目前广泛使用的pH玻璃电极,因其自身存在内阻高、机械强度差、易破损、无法测定含F-溶液,难以微型化等缺点,在实际应用中颇受限制。金属?金属氧化物pH电极能够克服玻璃电极上述缺点,引起人们广泛关注。采用电化学方法在不同的电解液和基体上分别制备了Ir/IrO_x、Ag/IrO_x、CF/IrO_x三种固态pH电极。结果表明,Ir/IrO_x-pH电极线性范围pH2¹3,斜率-58mV/pH,响应时间40s;Ag/IrO_x-pH电极线性范围pH2¹2,斜率-73mV/pH,响应时间35s;CF/IrO_x-pH电极线性范围pH2¹2,斜率-79mV/pH,响应时间≤20s。制备了裸露式Ag/AgCl、全固态SiC参比电极,改进了Fe³⁺/Fe²⁺氧化还原参比电极。三种参比电极都具有良好的重现性、可逆性和稳定性,且具有使用寿命长,温度效应小等特点。改进了目前广泛使用的电解型Ag/AgCl参比电极繁琐的制备工艺,避免了其光敏性和温度滞后效应等缺点,可作为饱和甘汞电极和Ag/AgCl参比电极的替代品,适于高温高压环境。文中报道了在高分子和胶体溶液中pH玻璃电极表面具有吸附作用。在同一溶液中与Ir/IrO_x-pH电极对比的ΔpH关系图表明,二者在低分子溶液中ΔpH≤0.1,在高分子、胶体及蛋白质溶液中ΔpH≤0.3,初步解释了玻璃电极表面吸附之机理。通过SEM、FT-IR、EDX、XPS等微观分析手段研究电极的表面形貌与结构、氧化膜表面的-OH与水合作用以及氧化膜中Ir、O比例与Ir元素价态。结果表明,氧化膜中的O元素以O2-、-OH、H2O形式存在。氧化膜内Ir:O为1:2或2:3,因此Ir元素为+4或+3价。利用阳离子膜对电极表面进行化学修饰,显著地提高了电极对氧化/还原性阴离子的抗干扰能力;同时阳离子膜对电极表面具有保护作用,可进一步提高电极的耐化学腐蚀、耐机械外力作用的能力。以IrO_x-pH电极与复合pH玻璃电极分别测定了液体、固体以及高分子溶液的pH,对照结果令人满意。以CF/IrO_x复合超微pH电极应用于动物活体实验,结果与文献报道相吻合。据此建立了pH原位、在线测定的新方法,该法简便、快速、准确,具有广阔的应用推广前景。