电化学传感器制造技术

本发明专利技术提供一种电化学传感器，包括壳体、工作电极、参比电极、对电极和电解液，所述工作电极包括防水透气膜、与所述防水透气膜下表面相接触的金镍合金层；所述电解液为碱性溶液。在检测肼类蒸气时，金镍合金层中的金催化N2H4反应生成N2H3自由基，同时由于N2H3自由基具有解吸附作用，在电解液中生成N2H2；并且，金镍合金层中的镍在碱性溶液中反应形成NiOOH，然后与N2H2反应得到N2，反复循环，实现了对N2H4的催化分解。由于本发明专利技术提供的电化学传感器利用了金镍合金的协同效应，可以使待检测气体中的肼类蒸气完全反应，因此，该电化学传感器具有较高的准确性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及传感器
，更具体地说，涉及一种电化学传感器。
技术介绍
胼又称联氨，其化学式为N2H4，是一种强极性化合物。胼是一种良好的火箭燃料， 与适当的氧化剂配合，可组成高比冲的可贮存液体推进剂，此外，胼还可以作为单元推进剂用于卫星和导弹的姿态控制上。胼的水合物即水合胼(N2H4 ·Η20)常用于锅炉水的除氧剂， 并且是橡胶发泡剂和异烟胼等药物的原料。但是，胼类物质具有高毒、易燃、易爆等特性，长期暴露在空气中或短时间受高温作用时会爆炸分解。如果空气中胼类物质的富集浓度过高，会造成大气污染，危及周围农作物，出现蜂群死亡等现象，此外，胼类蒸气还具有潜在的致癌性。随着人们对胼类蒸气的毒性和潜在致癌性等方面认识的深入，各国对胼类蒸气在大气中的排放限制越来越严格，例如，我国规定的工作区最高允许质量浓度为胼(HZ)O. Hmg/m3，一甲基胼(MMH)O. 08mg/m3, 偏二甲胼(UDMH) 0. 5mg/m3。鉴于人们对胼类蒸气认识的深入和各国对胼类蒸气的限制，胼类蒸气的检测方法得到了广泛的研究。现有技术中公开报道的测定胼类蒸气的方法主要包括气相色谱法、氨基亚铁氰化钠比色法、对二甲胺基苯甲醛分光度法、紫外分光度法等，但是，上述报道的方法普遍存在操作繁琐，使用不便的缺点。由于电化学传感器具有操作简单等特点，因此，用于检测胼类蒸气的电化学传感器成为当今研究的热点。化学传感器通常为三电极类型，包括工作电极、对电极、参比电极和电解液等。在检测胼类蒸气时，胼类蒸气与工作电极、对电极反应形成电流，通过检测该电流从而检测胼类蒸气的质量浓度。但是，目前报道的电化学传感器中，由于胼类蒸气反应不充分，从而导致检测结果的准确性较低。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种用于检测胼类蒸气的电化学传感器，该电化学传感器的准确性较高。本专利技术提供一种电化学传感器，包括壳体、工作电极、参比电极、对电极和电解液，所述工作电极包括防水透气膜、与所述防水透气膜下表面相接触的金镍合金层；所述电解液为碱性溶液。优选的，所述工作电极按如下方法制备将质量比为(1 100) 1的金纳米颗粒与镍纳米颗粒混合，得到混合物；将所述混合物与防水透气膜复合，得到工作电极。优选的，所述金纳米颗粒与镍纳米颗粒的质量比为(5 20) 1。优选的，还包括设置于所述壳体内、吸附部分所述电解液的第一电解液保持层，所述第一电解液保持层的上表面与所述工作电极的下表面接触，所述第一电解液保持层的下表面分别与所述参比电极、对电极的上表面接触。优选的，所述第一电解液保持层为聚丙烯膜或亲水性玻璃纤维棉层。优选的，还包括设置于所述壳体内、吸附部分所述电解液的第二电解液保持层，所述第二电解液保持层分别与所述参比电极、对电极的下表面接触。优选的，所述电解液为KOH溶液、CsOH溶液和醋酸钾溶液中的一种或几种。优选的，所述电解液的质量浓度为5 % 60 %。优选的，所述参比电极由如下方法制备将钼纳米颗粒与防水透气膜复合，得到参比电极。优选的，所述对电极由如下方法制备将钼纳米颗粒与防水透气膜复合，得到对电极。本专利技术提供一种电化学传感器，包括壳体、工作电极、参比电极、对电极和电解液， 所述工作电极包括防水透气膜、与所述防水透气膜下表面相接触的金镍合金层；所述电解液为碱性溶液。在检测胼类蒸气时，金镍合金层中的金催化RH4反应生成RH3自由基，同时由于N2H3自由基具有解吸附作用，在电解液中生成N2H2 ；并且，金镍合金层中的镍在碱性溶液中反应形成NiOOH，然后与N2H2反应得到N2,反复循环，实现了对N2H4的催化分解。本专利技术提供的电化学传感器通过金镍合金的协同效应，使KH4在工作电极上发生氧化反应，生成N2和电子，电子通过外电路传送至对电极，形成电流，进而通过对该电流的测定实现对胼类蒸气的准确检测。由于本专利技术提供的电化学传感器利用了金镍合金的协同效应，可以使待检测气体中的胼类蒸气完全反应，因此，该电化学传感器具有较高的准确性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例公开的电化学传感器结构示意图。 具体实施例方式下面对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术公开了一种电化学传感器，包括壳体、工作电极、参比电极、对电极和电解液，所述工作电极包括防水透气膜、与所述防水透气膜下表面相接触的金镍合金层；所述电解液为碱性溶液。本专利技术提供的电化学传感器具有如图1所示的结构，包括壳体102、工作电极、参比电极、对电极、第一电解液保持层106、第二电解液保持层109 ；其中，所述工作电极包括第一防水透气膜104、与防水透气膜104下表面相接触的金镍合金层105，电解液存在于第一电解液保持层106和第二电解液保持层109中。从图中可以看出，壳体102上部具有开口 ；工作电极、参比电极、对电极、第一电解液保持层106、第二电解液保持层109分别设置于壳体102内。其中，第一电解液保持层106 吸附部分所述电解液，第一电解液保持层106上表面与所述工作电极下表面相接触；第一电解液保持层106的下表面分别与工作电极和参比电极的上表面相接触。第二电解液保持层109吸附部分所述电解液，第二电解液保持层109的上表面分别与工作电极和参比电极的下表面相接触。由于电解液分别吸附在第一电解液保持层106和第二电解液保持层109 中，从而在保证了该电化学传感器正常工作的同时，电解液的流动性被限制，从而在一定程度上避免了电解液的泄漏，有利于电化学传感器的使用和运输。此外，所述电化学传感器还包括具有通孔111的壳体盖101，壳体盖101封闭壳体 102的开口，通孔111优选位于通孔111的中部。该电化学传感器还包括密封圈103，密封圈103通过对壳体102与壳体盖101之间的密封，保证了第一电解液保持层106内吸附的电解液不会从壳体与壳体盖101的接触处溢出。所述电化学传感器还优选包括管脚110，管脚110通过引线分别与工作电极、参比电极、对电极相连。本专利技术中，所述工作电极优选按如下方法制备将质量比为(1 100) 1的金纳米颗粒与镍纳米颗粒混合，得到混合物；将所述混合物与第一防水透气膜复合，得到工作电极。所述金纳米颗粒与镍纳米颗粒的质量比优选为(5 20) 1，更优选为10 1。所述金纳米颗粒的粒径优选为10 500纳米，更优选为100纳米。第一防水透气膜104优选为聚四氟乙烯膜，所述混合物与第一防水透气膜的复合方法优选采用喷涂或印刷方法。所述参比电极优选包括第二防水透气膜113、与第二防水透气膜104下表面相接触的第一钼层112。所述参比电极优选按如下方法制备将钼纳米颗粒与第二防水透气膜复合，得到参比电极。所述钼纳米颗粒的粒径优选为10 500纳米，更优选为1本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种电化学传感器，包括壳体、工作电极、参比电极、对电极和电解液，其特征在于，所述工作电极包括防水透气膜、与所述防水透气膜下表面相接触的金镍合金层；所述电解液为碱性溶液。

【技术特征摘要】
1.一种电化学传感器，包括壳体、工作电极、参比电极、对电极和电解液，其特征在于，所述工作电极包括防水透气膜、与所述防水透气膜下表面相接触的金镍合金层；所述电解液为碱性溶液。2.根据权利要求1所述的电化学传感器，其特征在于，所述工作电极按如下方法制备将质量比为(1 100) 1的金纳米颗粒与镍纳米颗粒混合，得到混合物；将所述混合物与防水透气膜复合，得到工作电极。3.根据权利要求2所述的电化学传感器，其特征在于，所述金纳米颗粒与镍纳米颗粒的质量比为(5 20) 1。4.根据权利要求1所述的电化学传感器，其特征在于，还包括设置于所述壳体内、吸附部分所述电解液的第一电解液保持层，所述第一电解液保持层的上表面与所述工作电极的下表面接触，所述第一电解液保持层的下表面分别与所述参比电极、对电极的上表面接触。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：张小水，钟克创，祁明锋，杨龙，
申请(专利权)人：郑州炜盛电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：41