[發(fā)明專利]一種用于選擇性檢測NOx無膜電流氣體傳感器的制備方法

無效

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• 申請日: 2012-03-31
• 公開（公告）號: CN102645472A
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫京華;潘正海
• 申請（專利權(quán)）人: 無錫百靈傳感技術(shù)有限公司
• 主分類號: G01N27/327
• 分類號: G01N27/327
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種電流氣體傳感器的制備方法，尤其涉及一種用于選擇性檢測NO_x無膜電流氣體傳感器的制備方法。

背景技術(shù)：

雖然氮氧化合物(NO_x)的吸入有可能會因其肺部炎癥，但是并不是直接的大氣污染物，因為它們很少直接影響人類健康。然而，在一定程度上NO_x卻是構(gòu)成光化學(xué)煙霧的基本成分，而光化學(xué)煙霧在全世界范圍內(nèi)籠罩著很多城市，對人類健康和環(huán)境都能夠造成非常不利的影響。事實上，光化學(xué)煙霧的形成主要來自于臭氧、可揮發(fā)有機(jī)物和紫外線的照射。但是沒有NO_x的參與，這三種物質(zhì)也不會造成光化學(xué)煙霧。所以，控制光化學(xué)煙霧就需要減少NO_x的排放。

通常采用的檢測NO_x的方法主要是基于電分析和化學(xué)發(fā)光的方法。與化學(xué)發(fā)光的方法相比，電分析的方法具有高靈敏度、可調(diào)選擇性、快速反應(yīng)時間和長期穩(wěn)定性的特點。此外，電分析的方法可以很容易得用于便攜式設(shè)備，并且能實現(xiàn)本機(jī)控制。

用于NO_x檢測的電分析傳感器主要是產(chǎn)生與電壓(電勢測定法)和電流(電流計)有關(guān)的信號。用于電勢測定法的主要是半導(dǎo)體傳感器，主要是由于它們的廉價、小尺寸和堅固性特點。但是這類半導(dǎo)體的缺點也很明顯：不足的選擇性，窄的動態(tài)測量范圍，并且經(jīng)常需要很高的溫度(＞400℃)。電流傳感器能提供線性的測量范圍，并且能夠借助于一些電極表面的改性方法實現(xiàn)可調(diào)節(jié)的選擇性。不足之處是，當(dāng)電流傳感器與膜配套使用時，由于膜很容易被氣體滲透，滲透速率慢并且具有溫度依賴性，這使得傳感器的反應(yīng)性和靈敏度都會下降。此外，與膜接觸的內(nèi)部電解液的蒸發(fā)會引起更多的問題。

潮濕的離子交換膜作為不溶性固體高分子電解質(zhì)，并在上面支撐的多孔電極顯示出了非常大的優(yōu)點，因為它能避免所有形式的滲透，但是這類電極的一個缺點是很容易變干。為了解決上面提到的其它傳感器存在的一些缺點，最近出現(xiàn)了一種在單電極或者微電極陣列上涂覆一層薄薄的室溫離子液體構(gòu)成的電流型氣體傳感器。室溫離子液體由于其具有非常低的溶點，因此同傳統(tǒng)的電化學(xué)溶劑相比具有非常大的優(yōu)點。比如可以忽略的蒸汽壓、好的熱穩(wěn)定性和電子傳導(dǎo)性能，并且和水以及其它的一些有機(jī)溶劑有可調(diào)節(jié)的混合性能。但是由于膜很容易被氣體滲透，滲透速率慢并且具有溫度依賴性，使得這類傳感器的反應(yīng)性和靈敏度都會下降。因此，設(shè)計和發(fā)展一種新型的基于室溫離子液體的無膜傳感器是非常必要的。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種用于選擇性檢測NO_x無膜電流氣體傳感器的制備方法。

一種用于選擇性檢測NO_x無膜電流氣體傳感器的制備方法，其步驟如下：

(1)鉑電線的制備：在氣相中進(jìn)行伏安和電流檢測的基于室溫離子液體的無膜三電極探針由沿著一根聚四氟乙烯棒的三個分開的小孔穿插的三根鉑電線組裝而成；中間的一根鉑電線作為工作電極，外圍的兩根其中一根作為參考電極，另一根固定在聚四氟乙烯棒頂端的凹槽里作為對電極；

(2)鉑電線穿插好之后，分別用細(xì)度為600的砂紙和鋁粉對無膜三電極探針進(jìn)行打磨使鉑電線變得光滑以便于更好地粘合室溫離子液體；

(3)然后將鉑電線用超純水沖洗，沖洗時間以沖洗掉用砂紙和鋁粉打磨鉑電線時留下的粉末為宜，并且在水浴中超聲30min；

(4)最后在探針的端部鋪展0.5μL，厚度70μm的室溫離子液體，以實現(xiàn)三電極之間的電解質(zhì)的接觸。

所述聚四氟乙烯棒的長度為2cm，直徑為3mm。

所述三根鉑電線，每根鉑電線的直徑為0.5mm。

所述的室溫離子液體從四類中選擇其中一類使用，分別為：1-丁基-3-甲基咪唑雙三氟甲基磺酰亞胺鹽，[BMIM][NTF₂]；1-辛基-3-甲硫基咪唑雙三氟甲基磺酰亞胺鹽，[OMIM][NTF₂]；1-丁基-3-甲基咪唑三氟磺酸甲醛鹽，[BMIM][TFMS]；1-丁基-3-甲基吡咯烷雙三氟甲基磺酰亞胺鹽，[BMPy][NTF₂]，主要用于比較不同離子液體制備的傳感器的性能差別。

本發(fā)明專利具有如下優(yōu)點：