[發(fā)明專利]用于漏氫檢測的鈀合金電化學納米氫傳感器敏感層及方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910201099.0
• 申請日: 2009-12-15
• 公開（公告）號: CN101813657A
• 公開（公告）日: 2010-08-25
• 發(fā)明（設計）人: 翁百成;李志林;楊輝;吳鑄
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海微系統(tǒng)與信息技術研究所
• 主分類號: G01N27/12
• 分類號: G01N27/12;B22F9/24
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 潘振甦

1.一種用于漏氫檢測的電化學納米氫傳感器敏感層的制備方法，所述的敏 感層由化學吸附在絕緣體表面的鈀合金納米金屬粒子組成；所述的鈀合金為鈀- 鎳或鈀銀合金，其中鈀的質量百分數為85％-94％，余量為鎳或銀；所述的絕緣 體為采用硅烷偶聯劑修飾的玻璃基體，其特征在于采用化學還原法制備鈀合金 納米金屬粒子，絡合或包覆后采用化學吸附方法吸附到作為絕緣體的硅烷偶聯 劑玻璃基體表面；

其中，①所述的化學還原法使用的還原劑為抗壞血酸、硼氫化鈉、高溫氫 氣或乙二醇；②所述的硅烷偶聯劑通式為：Y(CH₃)_nSiX₃，n為0-3的整數，X 為可水解基團氯、甲氧基或乙酰氧基，Y為有機官能團；③Pd-Ag敏感層采用 檸檬酸絡合或包覆，Pd-Ni敏感層采用十二烷基磺酸鈉、聚乙烯吡咯烷酮或聚乙 二醇400絡合或包覆。

2.按權利要求1所述的敏感層的制備方法，其特征在于制備的具體步驟 是：

A、將蓋玻片先用王水浸泡，去離子水洗后在無水乙醇中超聲清洗，真空 烘干后放在Pirahan溶液中于100℃下處理1-3h，然后用去離子水洗滌后150℃ 真空干燥，冷卻后使用甲苯沖洗，再浸泡在硅烷偶聯劑的甲苯溶液中即得到硅 烷偶聯劑修飾的玻璃基體；

B、將步驟A制備的硅烷偶聯劑修飾的玻璃基體放置在溶液底部，采用化 學還原法制備吸附在玻璃基體上的鈀-銀或鈀-鎳合金：

(a)鈀-銀合金吸附

按鈀的質量百分數為85％-94％，余量為Ag的組成，稱取硝酸銨鈀和硝酸 銀用去離子水配制成溶液，邊攪拌邊用氨水調節(jié)PH值為10-11，并在攪拌下加 入檸檬酸，其中，硝酸銨鈀與檸檬酸的質量比例控制在0.3-2∶1；硝酸銀與檸檬 酸的質量比例為0.2-0.6∶1；且在40-50kHz條件下超聲，并滴加過量的還原劑， 常溫條件下繼續(xù)超聲6h；最后取出玻璃基體，并在50-60℃熱去離子水條件下 洗滌3-5次，最后在60-70℃真空條件下烘干；

(b)鈀-鎳合金吸附

按鈀的質量百分數為85-94％，余量為Ni₂O組成，稱取PdCl₂和NiCl₂固 體，攪拌條件下加入十二烷基磺酸鈉、聚乙二醇400或PVP，冰水浴中40- 50kHz條件下超聲，并滴加過量的還原劑，常溫條件下繼續(xù)超聲6h，最后取出 玻璃基體，并在50-60℃熱去離子水條件下洗滌3-5次，最后在60-70℃真空條 件下烘干。

3.按權利要求2所述的敏感層的制備方法，其特征在于步驟B中鈀-鎳合 金吸附時十二烷基磺酸鈉加入量為2-6g/L，聚乙烯基吡咯烷酮加入量為5- 8g/L，聚乙二醇400的加入量為1-3g/L。

4.按權利要求2所述的敏感層的制備方法，其特征在于步驟A中①150℃ 真空干燥時間為20-100min；②硅烷偶聯劑的甲苯溶液的體積比為1∶50，使用 的硅烷偶聯劑為CH₃(CH₂)₇Si(CH₃)₂Cl或CH₃Si(OCH₃)₂CH₂CH₂CH₂SH。

5.一種按權利要求1-4中任一項方法所制備的敏感層。

6.按權利要求5所述的敏感層，其特征在于敏感層的厚度為20-150nm。

7.按權利要求5所述的敏感層，其特征在于所述的敏感層中納米合金的粒 徑為5-80nm。