[發(fā)明專利]基于質子交換膜的燃料電池型CO傳感器及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310600564.4
• 申請日: 2013-11-21
• 公開（公告）號: CN103592352A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發(fā)明（設計）人: 盧革宇;梁喜雙;劉英偉
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G01N27/407
• 分類號: G01N27/407
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 張景林;王恩遠

1.一種基于質子交換膜的燃料電池型CO傳感器，其特征在于：由核心部分（1）與儲水罐（2）組成；其中核心部分（1）從上至下依次由擴散帽（3）、活性炭過濾層（5）、一側帶有Pt敏感電極（7）和另一側帶有對電極（8）的Nafion膜（6）、集電層（9）組成，儲水罐（2）為帶有集電層卡槽（11）的儲水槽（12），在擴散帽（3）上設置氣體擴散孔（4），在集電層（9）上設置有給水孔（10），活性炭過濾層（5）安裝在擴散帽（3）內，擴散帽（3）將活性炭過濾層（5）、Nafion膜（6）和集電層（9）壓緊并固定和限位在集電層卡槽（11）上，儲水罐（2）、擴散帽（3）和集電層（9）為導電材料，擴散帽（3）與儲水罐（2）間密封且絕緣。

2.權利要求1所述的一種基于質子交換膜的燃料電池型CO傳感器的制備方法，其步驟如下：

A.Nafion膜Pt電極的制備

1)將預處理過的Nafion膜在20～40℃下干燥；

2)將烘干的Nafion膜固定在分隔池中間；

3)將H₂PtCl₆溶液和NaBH₄溶液分別加入到Nafion膜（6）兩側的貴金屬溶液槽（13）和還原劑溶液槽（14）中，常溫下靜置反應8～10小時，從而在接觸H₂PtCl₆溶液一側的Nafion膜（6）表面生長出一層厚度為5～20μm的Pt敏感電極（7）；

4)調轉Nafion膜（6）的方向，重復操作步驟（3），從而在Nafion膜（6）的另一側生長出一層厚度為5～20μm的Pt對電極（8）；

5)將帶有Pt敏感電極（7）與Pt對電極（8）的Nafion膜（6）用去離子水沖洗后在H₂SO₄溶液中浸泡30～60分鐘；

B.CO傳感器的制作

1)向儲水槽（12）中加入其容積80%～90%的去離子水；

2)依次將集電層（9）、帶有Pt敏感電極（7）和Pt對電極（8）的Nafion膜（6）、活性炭過濾層（5）、擴散帽（3）按由下到上的順序放到集電層卡槽（11）上，并使之壓緊；

3)用絕緣密封材料將擴散帽（3）固定在儲水罐（2）上，使擴散帽（3）和儲水罐（2）間密封且相互絕緣，從而制備得到基于質子交換膜的燃料電池型CO傳感器。

3.如權權利要求2所述的一種基于質子交換膜的燃料電池型CO傳感器的制備方法，其特征在于：Nafion膜的預處理過程如下，

（1）將Nafion膜置于H₂O₂溶液中，水浴加熱1～2小時，取出后用去離子水沖洗3～5次；

（2）將上述步驟得到的Nafion膜放入H₂SO₄溶液中水浴加熱1～2小時，取出后用去離子水沖洗3～5次；

（3）將上述步驟得到的Nafion膜浸入去離子水中，水浴加熱30～60分鐘，取出后用去離子水沖洗3～5次；

（4）重復步驟（3）3～5次，從而得到處理過的Nafion膜，放入去離子水中密封保存。

4.如權權利要求2所述的一種基于質子交換膜的燃料電池型CO傳感器的制備方法，其特征在于：H₂PtCl₆溶液的濃度為5～20mM，NaBH₄溶液的濃度為40～70mM。