[發明專利]一種開放式快響應電化學氣體傳感器

在審

• 申請號: 201810374909.1
• 申請日: 2018-04-24
• 公開（公告）號: CN108593726A
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發明（設計）人: 王洋洋;秦浩;楊永超;劉洋;周明軍
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第四十九研究所
• 主分類號: G01N27/26
• 分類號: G01N27/26;G01N27/30
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 侯靜

1.一種開放式快響應電化學氣體傳感器，其特征在于：開放式快響應電化學氣體傳感器由陶瓷基片(1)、電極(2)、電解液和多孔載體層(3)構成；所述多孔載體層(3)設置于陶瓷基片(1)上表面，電極(2)設置于多孔載體層(3)上表面，電極(2)的引出端延伸至陶瓷基片(1)上表面；多孔載體層(3)內部固載有電解液。

2.根據權利要求1所述的開放式快響應電化學氣體傳感器，其特征在于：所述電極為由工作電極和對電極構成的兩電極體系，或由工作電極、對電極和參比電極構成的三電極極體系，或由一對供電電極和一對測量電極構成的四電極體系。

3.根據權利要求1或2所述的開放式快響應電化學氣體傳感器，其特征在于：所述電解液為離子液體，離子液體由陽離子和陰離子組成；離子液體中的陽離子為季銨鹽、咪唑、吡啶或吡咯類陽離子；離子液體中的陰離子為PF₆^-、BF₄^-、CF₃COO^-、C₃F₇COO^-或N(C₂F₅SO₂)^2-陰離子。

4.根據權利要求3所述的開放式快響應電化學氣體傳感器，其特征在于：所述工作電極的材質為貴金屬或貴金屬復合材料；貴金屬為Pt或Au，貴金屬復合材料為Pt/C或Pt/Ru。

5.根據權利要求1、2或4所述的開放式快響應電化學氣體傳感器，其特征在于：所述對電極的材質為貴金屬或貴金屬復合材料，貴金屬為Pt、Au、Ag或Ru，貴金屬復合材料為Ag/Pd。

6.根據權利要求5所述的開放式快響應電化學氣體傳感器，其特征在于：所述參比電極的材質為貴金屬或貴金屬復合材料，貴金屬為Pt、Au、Ag或Ru，貴金屬復合材料為Ag/Pd。

7.根據權利要求6所述的開放式快響應電化學氣體傳感器，其特征在于：所述供電電極的材質為貴金屬或貴金屬復合材料，貴金屬為Pt、Au、Ag或Ru，貴金屬復合材料為Ag/Pd。

8.根據權利要求7所述的開放式快響應電化學氣體傳感器，其特征在于：所述測量電極的材質為貴金屬或貴金屬復合材料，貴金屬為Pt、Au、Ag或Ru，貴金屬復合材料為Ag/Pd。

9.如權利要求1所述的開放式快響應電化學氣體傳感器的制備方法，其特征在于：該方法按以下步驟進行：

一、采用絲網印刷的方式將多孔漿料印刷在陶瓷基片表面，使用金漿料印刷電極引出端；

二、高溫燒結得到用于固載電解液的多孔載體層；

所述多孔載體層的長度、寬度和厚度分別為3～8mm、3～8mm和10～50μm；

所述高溫燒結工藝為：在溫度為1000～1250℃保溫2～3h；

三、采用絲網印刷的方式使用金屬漿料在多孔載體層表面印刷電極，并使印刷的電極覆蓋對應的電極引出端；

四、電極燒結；

所述燒結電極的燒結溫度為100～125℃；燒結時間為45～60min；

五、在電極引出端焊接引線，得到由電極、引線和多孔載體層構成的傳感器電解池結構；

六、使用移液器向多孔載體層表面滴加電解液，然后抽真空處理10min，然后再重復滴加電解液和抽真空處理兩次，即完成開放式快響應電化學氣體傳感器敏感單元的制備；

所述抽真空處理的壓力＜0.1MPa；

七、在同一個陶瓷基片上制備數個開放式快響應電化學氣體傳感器敏感單元，即完成開放式快響應電化學氣體傳感器的制備。

10.根據利要求9所述的開放式快響應電化學氣體傳感器的制備方法，其特征在于：步驟六所述每次向多孔載體層表面滴加的電解液的量為2～5μL/cm³。