電化學溴氣傳感器的製備方法
2023-10-10 06:42:24 2
專利名稱：電化學溴氣傳感器的製備方法
技術領域：
本發明屬於傳感器製備領域，特別涉及到一種電化學溴氣傳感器的製備方法。
背景技術：
目前，溴氣的檢測主要方法有電化學法、光學法、氣相色譜法，綜合評價其性能，電 化學溴氣傳感器具有選擇性好、靈敏度高和方便適用等優點。電化學氣體傳感器從加電工作方式上分為控制電位電解原理、原電池原理兩種。 傳統的溴氣傳感器採用控制電位電解原理，存在以下缺陷，影響其使用效果(1)由於檢測 原理的制約，測量範圍窄，只能測量低濃度的溴氣。(2)電極易鈍化，傳感器的解析度低。(3) 使用液態電解液，傳感器的使用壽命短。(4)需外加電壓，消耗功率較高。(5)受溫溼度變 化的影響，需加以補償。傳統的溴氣傳感器基本採用三電極結構設計。德國 專利DE19939011公開了一種 "Electrochemical gas sensor for determining oxidized gas has anelectrolyte and gas permeable membrane」，採用電化學原理可探測溴氣等氣體的氣體傳感器，該傳感器由 一種電解質和氣體可滲透的膜組成。溴氣傳感器的設計採用控制電位電解原理。採用伽伐尼原理製造出的電化學溴氣傳感器測量範圍寬，能夠進行高濃度檢測； 採用了刷鍍、化學鍍電極的工藝技術，提高了傳感器的解析度；採用了浸潤式儲存電解液的 方法，延長了傳感器的使用壽命；不需外加電壓，保證了傳感器的低功耗；不受溫溼度變化 的影響，保證了傳感器的結構簡單。本發明方法的有益效果是，製作的電化學溴氣傳感器，採用伽伐尼原理，具有新型 的鍍電極工藝、電解液儲存方法。這解決了傳統溴氣傳感器測量範圍窄、解析度低、使用壽 命短、溫溼補償等問題。具有不需外加電壓、穩定性好、選擇性優越、不受溫溼度變化的影 響、結構簡單、體積小等特點。
發明內容
本發明的目的是提供一種電化學溴氣傳感器的製造方法。傳感器採用伽伐尼電池式，其原理是由於正極的電極電位隨被測氣體濃度變化而 變化，從而引起放電電流的變化，與氣體濃度成正比，故可以定量。該傳感器的特點是無需 工作電源。電極反應是在正極溴氣被還原，在負極銀被氧化成溴化銀。本發明中涉及的製造方法有以下工工藝步驟組成鉬網-鈍化處理-刷鍍-正 極_銀箔_去除氧化層_化學鍍_負極_電解液配製_引線焊接_組裝_傳感器。各工步 之間的製造方法可以根據具體要求進行任意組合。
圖1是電化學溴氣傳感器製造工藝方框流程圖；該流程概括起來為利用化學方 法處理鉬網-在鉬網上刷鍍-製備成正極、化學方法處理銀箔-在銀箔上化學鍍-製備成負極、電解液配製、引線焊接、組裝、製成傳感器。 具體實施例方式實施例1 將鉬網、銀箔裁剪成形，並在邊緣裁剪一條引線。將鉬網、銀箔放入乙 醇丙酮=1 1溶液中，浸泡20min 30min。將鉬網、銀箔放入5% 10%硝酸溶液中， 約 10秒後拿出，用去離子水衝洗3次 5次。稱量硝酸銀5 10g，碘化鉀90 120g，量取 氨水5 10ml，加去離子水配製成100 200ml鍍液。以銀箔為陰極，鉬網為陽極，在電路 中串聯一個1 3k Ω的電阻器，用5 IOmA的電流刷鍍20min 30min，鍍好的鉬網、銀箔 用去離子水衝洗3次 5次。銀箔為陽極，鉬網為陰極，在1 2N鹽酸溶液中化學鍍，電流 密度為1 3mA/cm2，通電20 30min。然後用去離子水衝洗3次 5次，製得正極、負極。 氯化鋰40 50g，硫代硫酸鈉1 5g，溶解於100 200ml去離子水製成電解液。將玻綿 紙絕緣墊裁剪成形，放入電解液中，浸漬Imin 2min。將正極、絕緣墊、負極按順序置於傳 感器殼體內，即製成電化學溴氣傳感器。實施例2 將鉬網、銀箔裁剪成形，並在邊緣裁剪一 條引線。將鉬網、銀箔放入乙醇丙酮=1 1溶液中，浸泡20min 30min。將鉬網、銀 箔放入5% 10%硝酸溶液中，約10秒後拿出，用去離子水衝洗3次 5次。稱量硝酸銀 10 15g，碘化鉀120 150g，量取氨水10 15ml，加去離子水配製成100 200ml鍍液。 以銀箔為陰極，鉬網為陽極，在電路中串聯一個1 3kQ的電阻器，用5 IOmA的電流電鍍 20min 30min，鍍好的鉬網、銀箔用去離子水衝洗3次 5次。銀箔為陽極，鉬網為陰極， 在1 2N鹽酸溶液中電鍍，電流密度為1 3mA/cm2，通電20 30min。然後用去離子水 衝洗3次 5次，製得負極。氯化鋰50 100g，硫代硫酸鈉5 10g，溶解於100 200ml 去離子水，即製成電解液。將玻綿紙絕緣墊裁剪成形，放入電解液中，浸漬Imin 2min。將 正極、絕緣墊、負極按順序置於傳感器殼體內，即製成電化學溴氣傳感器。本發明方法的有益效果是，製作的電化學溴氣傳感器，具有新型的鍍電極工藝、電 解液儲存方法。這解決了傳統溴氣傳感器測量範圍窄、解析度低、響應時間長、使用壽命短、 溫溼補償等問題。
權利要求
1.根據權利要求1所述的電化學溴氣傳感器製備方法，其特徵在於採用原電池原理制 備傳感器。
2.根據權利要求1所述的電化學溴氣傳感器製備方法，其特徵在於採用刷鍍、化學鍍 電極的工藝技術。
3.根據權利要求1所述的電化學溴氣傳感器製備方法，其特徵在於採用了浸潤式儲存 電解液的方法。
4.根據權利要求1所述的電化學溴氣傳感器製備方法，其特徵在於利用化學方法處理 鉬網。
5.根據權利要求1所述的電化學溴氣傳感器製備法，其特徵在於在鉬網上刷鍍。
6.根據權利要求1所述的電化學溴氣傳感器製備方法，其特徵在於化學方法處理銀箔。
7.根據權利要求1所述的電化學溴氣傳感器製備方法，其特徵在於在銀箔上化學鍍。
全文摘要
本發明提供的是一種電化學溴氣傳感器的製備方法。傳感器採用原電池原理，鉑網經過鈍化處理、刷鍍等工藝製成正極，銀箔經過去除氧化層、化學鍍等工藝製成負極，進行電解液配製，組裝成電化學溴氣傳感器。本發明方法的有益效果是，解決了傳統溴氣傳感器測量範圍窄、解析度低、使用壽命短、溫溼補償等問題。具有不需外加電壓、穩定性好、選擇性優越、不受溫溼度變化的影響、結構簡單、體積小等特點。
文檔編號G01N27/26GK102103111SQ20091007345
公開日2011年6月22日 申請日期2009年12月18日 優先權日2009年12月18日
發明者周明軍, 張洪泉, 祁欣, 秦永和 申請人:中國電子科技集團公司第四十九研究所