一种用于检测二氧化氮平面固态电流型传感器的制备方法

专利名称：一种用于检测二氧化氮平面固态电流型传感器的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种电化学传感器的制备方法，尤其涉及一种基于包含在聚合物基体中的离子液体电解质，用于检测二氧化氮平面固态电流型传感器的制备方法。
背景技术：
电化学传感器利用电化学原理来检测和确定一系列物质，是一种使用非常多而且重要的方法，因为它们的设计非常简单而且价格低廉，它们的特征也使它们很容易地适应于各种不同的使用目的并且它们具有高的灵敏度和选择性且容易操控。为了使电化学传感、器更坚固，延长其使用寿命并且简化其与运行电路的整合，用具有离子传导性能的固体物质来代替传统的液态电解质是非常有益的。这种用于固态传感器的重要的材料是固态高分子电解质，简称为spe。典型的spe材料有下面这几类(a)含有电解质溶液(溶解在包覆在高聚物基体的溶剂中)的凝胶高分子电解质(例如聚烷基硅醇、聚丙烯酰胺溶胶或塑化的聚氯乙烯PVC)(b)高分子本身作为电解质溶剂(聚氧化乙烯)(c)含有阳离子或者阴离子基团的高聚物被固定到碳氢骨架上，这些基团的电荷可以被对离子补充，比如离子交换树脂-Nafion。Spe可以通过导电性能连接电解电池(通常是电流型传感器的)中的电极，但也会作为扩散壁垒控制测试气体向指示电极的传输，或者作为分子筛选器来提高检测的选择性。电流型传感器的电极可以直接在spe膜上构建(膜传感器)，或者在覆有spe膜惰性支撑体构建(平面传感器)。这些系统非常小巧非常适合于气相物质的检测，但用于二氧化氮的检测，不能在室温下使用，反应不能长期稳定。

发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供了一种基于包含在聚合物基体中的离子液体电解质，用于检测二氧化氮平面固态电流型传感器的制备方法。其制作步骤如下(I)玻璃基底的制备平面电极的基本组成部分为650°C下分解钼墨Ih在玻璃基底上形成的四个钼膜，钼墨用纤细的刷子刷在玻璃基底上；(2)传感器高分子电解质的膜的制备钼在O. ImolA^AH2SO4溶液中用振幅为2. 5V的电压脉冲纯化，以六氯氢钼酸为原溶液在Pt/空气参照电极上以电解的方法形成钼黑，将传感器用水彻底冲洗然后空气中干燥后在对电极和参照电极上形成了高分子电解质的膜；(3)传感器指示电极的制备指示电极由金微栅构成，每英寸1500根，直径为O. 005mm,狭缝为O. Ollmm,厚度为O. 004mm ;指示电极放置在聚合电解质的表面,粘合固定住并且在玻璃基底上同对面用一滴导电环氧树脂相连。
所述的玻璃基底尺寸为25_X25_X0. 16mm。本发明专利对不同湿度的空气中的NO2进行了测试，结果表明平面固态电流型传感器有两个优点一是对相对湿度的依赖性要比其它的传感器小很多；二是由于离子液体的存在，传感器的反应具有长期稳定性。因此，包含有离子液体的高分子电解质拓宽了用来设计在常温下使用的气体固态传感器的固态电极的范围。


图I为本发明专利结构示意具体实施例方式为了加深对本发明的理解，下面结合实施对本发明作进一步详述。一种用于检测二氧化氮平面固态电流型传感器的制备方法，其步骤如下(I)玻璃基底的制备平面电极的基本组成部分为650°C下分解钼墨Ih在玻璃基 底(25mmX25mmX0. 16mm)上形成的四个钼膜，钼墨用纤细的刷子刷在玻璃基底上；(2)传感器高分子电解质的膜的制备钼在O. ImolA^AH2SO4溶液中用振幅为2. 5V的电压脉冲纯化，以六氯氢钼酸为原溶液在Pt/空气参照电极上以电解的方法形成钼黑，将传感器用水彻底冲洗然后空气中干燥后就在对电极和参照电极上形成了高分子电解质的膜；(3)传感器指示电极的制备指示电极由金微栅构成，每英寸1500根，直径为
O.005mm,狭缝为O. Ollmm,厚度为O. 004mm ;指示电极放置在聚合电解质的表面,粘合固定住并且在玻璃基底上同对面用一滴导电环氧树脂相连。传感器的测试用活性炭过滤的气体先用隔膜泵抽到检测装备中，然后将气体通过一种下列盐的饱和溶液来增湿=LiCl (12% ), MgCl (33 % )，Mg (NO3) 2 (54 % )和NaCl (75% )(括号里为相对湿度)；前处理完的空气直接导入传感器或者先以通道的方式经过产生NO2的温控渗透源(产生148ng/min NO2, 30°C )和NO2充分混合再导入，所需的NO2的浓度通过控制空气经过通道的速率来调节；为了测试干扰组分的影响，NO2渗透源以SO2或者H2S来代替；传感器放置在一个Scm3的玻璃空间单元中，气流在玻璃空间单元中的流速为lml/V1。检测结论⑴电势为-900mV(以钼/空气电极为参照)，相对湿度为54%，流速为lml/V1时，NO2的浓度变化时，传感器的响应呈现阶梯状变化。(2)NO2的相对湿度越大，传感器的灵敏度越高。本发明专利同其它二氧化氮传感器相比，具有更长的反应稳定性，因对测试气体的相对湿度的灵敏性却低，所以拓宽设计固态气体传感器的电解质具有较大的适用范围。
权利要求
1.一种用于检测ニ氧化氮平面固态电流型传感器的制备方法，其特征在于制备步骤 如下(1)玻璃基底的制备平面电极的基本组成部分为650°C下分解钼墨Ih在玻璃基底上 形成的四个钼膜，钼墨用纤细的刷子刷在玻璃基底上；(2)传感器高分子电解质的膜的制备钼在0.lmol/L的H2SO4溶液中用振幅为2. 5V 的电压脉冲纯化，以六氯氢钼酸为原溶液在Pt/空气參照电极上以电解的方法形成钼黑， 将传感器用水彻底冲洗然后空气中干燥后在对电极和參照电极上形成了高分子电解质的 膜；(3)传感器指示电极的制备指示电极由金微栅构成，每英寸1500根，直径为0.005mm, 狭缝为0. 011mm，厚度为0. 004mm ;指示电极放置在聚合电解质的表面，粘合固定住并且在 玻璃基底上同对面用一滴导电环氧树脂相连。
2.根据权利要求I所述的ー种用于检测ニ氧化氮平面固态电流型传感器的制备方法， 其特征在于所述的玻璃基底尺寸为25_X25_X0. 16_。
全文摘要
本发明涉及一种用于检测二氧化氮平面固态电流型传感器的制备方法，其制作步骤为平面电极的基本组成部分为650℃下分解铂墨1h在玻璃基底上形成的四个铂膜，铂墨用纤细的刷子刷在玻璃基底上；将传感器用水彻底冲洗然后空气中干燥后在对电极和参照电极上形成了高分子电解质的膜；指示电极由金微栅构成，每英寸1500根，直径为0.005mm，狭缝为0.011mm，厚度为0.004mm；指示电极放置在聚合电解质的表面，粘合固定住并且在玻璃基底上同对面用一滴导电环氧树脂相连制备传感器指示电极；本发明制备的电流型传感器，在相对湿度的依赖性要比其它的传感器小很多，同时传感器的反应具有长期稳定性。
文档编号G01N27/407GK102661986SQ201210091599
公开日2012年9月12日 申请日期2012年3月31日 优先权日2012年3月31日
发明者孙京华, 潘正海, 王锦 申请人:无锡百灵传感技术有限公司