Brevet FR2328965A1 — publié le 19770520

La présente invention concerne une électrode en platine pour la détection électrochimique d'oxyde de carbone dans l'air, ladite électrode étant disposée dans un électrolyte. Pour la détection électrochimique de CO par oxydation, on connatt déja une cellule de mesure constituée par une électrode de diffusion en platine servant d'électrode de mesure, par une électrode de référence et par une contre-électrode, toutes ces électrodes étant disposées dans un électrolyte acide (périodique "International Laboratory", Septembre-Octobre 1974, pages 60 a 66). Par exemple, dans l'exploitation des mines, il est très désirable de pouvoir déceler les feux couvant s dans les fosses, feux qui s 1accompagnent d'une émission de CO dans une gamme de parties par million (ppm) inférieure comprise entre environ 1 et 10 ppm ; les explosions donnent en outre naissance des oxydes nitriques, 9 des hydrocarbures, etc. > tandis que les machines opératrices mues a l'aide de carburants produisent d'autres substances nuisibles oxydables. Pour des mesures du CO dans la gamme inférieure précitée comprise entre 1 et 10 ppm et pour la détection de faibles variations (de l'ordre de 1 ppm) la cellule de mesure connue électrode en platine est trop peu sensible et présente par contre > une trop grande sen sibilité transversale a l'égard du protoxyde d'azote et de I'éthylene, car le potentiel de l'électrode est maintenu å une valeur relativement élevée (environ 1100 mV par rapport à de lthydrogene en solution équivalente). Les électrodes en platine sont empoisonnées par le CO, ce qui se traduit par une réduction de l'activité. Cet empoisonnement par le CO est fonction de la grandeur du potentiel de travail choisi. C'est pourquoi lton choisit un potentiel de 1100 mV par rapport a de l'hydrogEne en solution équivalente, potentiel qui correspond A environ 150 mV par rapport a l'électrode de référence utilisée dans le dispositif décrit dans le périodique précité. Le choix de ce potentiel de 1100 mV évite en outre la réduction de I'oxy gêne de l'air. Toutefois, il en résulte une sensibilité transversale accentuée a l'égard des hydrocarbures saturée et non saturés qui, dans cette gamme de potentiel, sont décomposés. L'invention a pour objet de créer une électrode de mesure présentant un pouvoir réactionnel amélioré a l'égard de l'oxyde de carbone ainsi qu'une plus grande sélectivite, de façon qu'on puisse déceler du CO dans la gamme de 1 å 10 ppm et de façon, qu'en outre, l'elec- trode réagisse d'une manière moins sensible aux substances nuisibles oxydables faussant le résultat des mesures. A cet effet, suivant l'invention, on ajoute à l'élec- trode ou à l'électrolyte du plomb ou des composes du plomb. Les avantages de l'invention résident en particulier en ce que l'électrode suivant l'invention présente un pouvoir réactionnel sensiblement doublé à l'égard de l'oxyde de carbone et en ce qu'on obtient une réduction de la sensibilité transversale, en partie, au dixième de sa valeur antérieure. L'électrode fonctionne dans une gamme du potentiel d'environ 850 à 1000 mV par rapport à de l'hydrogène en solution équivalente. Grâce à l'abaissement du potentiel, les sensibilités transversales à 1'8gard des hydrocarbures sont fortement réduites. Le dopage au plomb a, en outre, pour avantage de réduire l'empoisonnement de l'électrode par l'oxyde de carbone, meme au potentiel le plus bas, comme on peut le constater d'après le pouvoir réactionnel augmenté à l'égard de l'oxyde de carbone. La perturbation résultant d'une réduction de l'oxygène de l'air est également évitée gracie au dopage au plomb. L'électrode peut entre fabriquée par divers procédés. Un alliage Pt-Al (alliage de Raney) peut entre dopé avec environ 0,1 à 10 % de plomb, de sorte qu'on obtient un alliage Pt-Al-Pb dont on élimine l'aluminium d'une manière connue en soi ; à partir de cet alliage, on fabrique l'électrode en utilisant du polytétrafluoréthylène comme liant. On peut également imprégner du charbon actif avec de l'acétate de plomb, cette Imprégnation étant suivie d'une opération d'essorage et de séchage, après quoi l'on procède à un dopage avec une solution de platine et à une réduction à l'hydrogène pour procéder ensuite à la fabrication de l'électrode. Le plomb peut également être déposé dlectrolytiquement sur une électrode en charbon au platine. Enfin, on peut également ajouter de lracétate de plomb b l'électrolyte contenant une électrode en charbon actif au platine, de manière A former sur ladite électrode un revetement de plomb, Par rapport à la sensibilité au CO d'une électrode en Pt comparable de 1,4 yA/ppm on obtient avec l'électrode suivant l'invention une sensibilité de 2,6 /uA/ppm dans une gamme de potentiel d'environ 850 1000 mV par rapporta une électrode hydrogène en solution équivalente. Les équivalents "CO" sont indiqués dans le tableau ci-dessous: Electrode dopée au Ph Electrode en Pt CO 1,00 1,00 C2H4 0 07 0,58 C2 0,00 0,00 SO2 1,38 1,75 NO 0,043 039 NO2 1,26 1,21 Comme on peut le voir dans le tableau ci-dessus, la sensibilité transversale de l'électrode suivant l'invention au C2H4 et au NO est fortement réduite par rapport à la sensibilité transversale de ltélec- trode en Pt connue. Une cellule de mesure contient, outre l'électrode de travail ou de mesure, une contre-électrode ot une électrode de référence, ces deux dernières électrodes pouvant titre fabriquées en charbon actif. L'électrode de référence établit le potentiel d'oxygène pratique. Le potentiel de l'électrode de mesure est maintenu constant, d'une manière connue en soi, par un potentiostat. Le courant passant entre l'électrode de mesure et la contre-electrode est une mesure de la concentration en CO. Couse l'électrolyte, on peut utiliser de l'acide sulfurique ou phosphorique, dans une gamme de concentration comprise, entre 1 et 15 Z. REVENDICATION Electrode en platine pour la détection électrochimique d'oxyde de carbone dans l'air, ladite électrode étant disposée dans un électrolyte et étant caractérisée en ce qu'on ajoute, A elle-meme ou à ltélectrolyte, du plomb ou des composés du plomb.