[發明專利]一種電極膜片的制備方法與固體電解質基電化學甲醛傳感器

在審

• 申請號: 202110700592.8
• 申請日: 2021-06-23
• 公開（公告）號: CN113295750A
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 呂晶;汪曉波;王吉應;姚忠飛
• 申請（專利權）人: 杭州麥樂克科技股份有限公司
• 主分類號: G01N27/407
• 分類號: G01N27/407;G01N27/417;G01N27/31;F26B5/04
• 代理公司: 杭州裕陽聯合專利代理有限公司 33289
• 代理人: 盛影影

本發明提供一種電極膜片的制備方法與固體電解質基電化學甲醛傳感器，該傳感器包括防水透氣膜、塑料上蓋、支撐片、電極膜片、電極金屬引線和殼體；電極膜片和支撐片依次放置在所述殼體和塑料上蓋之間，殼體開設有進氣孔，防水透氣膜置于進氣孔外側，電極金屬引線置于電極膜片兩側；電極膜片包括固體電解質和電極膜層，固體電解質包括支撐膜和電解質溶液。本發明電化學甲醛傳感器，結構合理，尺寸小，并且采用聚合物固態電解質材料制作電極膜片，增大了電極膜片的機械強度和尺寸穩定性，具有成本低，不漏液、壽命長、響應快、檢測精度高等特點，實用性強。

技術領域

本發明涉及氣體傳感器技術領域，具體是一種增大了電極膜片的機械強度和尺寸穩定性的電解膜片的制備方法與固體電解質基電化學甲醛傳感器。

背景技術

甲醛(HCHO)是原生毒物，毒性強且潛伏周期長，主要來源于建筑材料、涂料、合成樹脂及粘合劑，當人體接觸、吸入高濃度甲醛氣體時，短時間內就會出現不適癥狀，長期暴露在高濃度甲醛氣體環境中，會對人體造成嚴重的傷害。因此，快速準確地檢測及長期監測甲醛對人類健康和環境保護具有重要意義。

相比于分光光度法、電化學法、熒光法、色譜法等甲醛檢測方法，甲醛氣體傳感器使用方便且成本低，不僅可以快速地檢測甲醛氣體濃度，還能夠實現對室內甲醛的連續實時監測。目前常用的電化學甲醛傳感器是利用電化學原理，快速的將甲醛濃度信號轉化為電流信號并輸出。即甲醛氣體進入傳感器后發生氧化還原反應，產生移動的電荷，電荷形成的反應如下：

工作電極:HCHO+H₂O→CO₂+4H⁺+4e^-

對電極:O₂+4H⁺+4e^-→H₂O

總反應:HCHO+O₂→CO₂+H₂O

目前，電化學傳感器大多以液態電解質或半固態電解質為主，但該類型傳感器電解液溶液漏液，壽命短；其他電化學傳感器也有采用固體電解質，但固體電解質多采用質子膜，如Nafion系列磺酸膜等，該類型質子導電聚合物價格昂貴，增大了傳感器制造成本，且使用性能也不佳。上述的這些問題在實際制造和使用中給生產廠家和消費者帶來很多麻煩，不利于電化學傳感器的廣泛應用。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有液態電解質或半固態電解質漏液，壽命短，而固體電解質的電極膜片制造成本高，使用性能不佳的缺陷，提供了一種，增大了電極膜片的機械強度和尺寸穩定性，具有成本低，不漏液、壽命長、響應快、檢測精度高的電極膜片的制備方法。

本發明另一個目的是為了提供該電極膜片制成的固體電解質基電化學甲醛傳感器。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

本發明提供了一種電極膜片的制備方法，所述電極膜片包括固體電解質與電極膜層，所述固體電解質包括支撐膜與電解質溶液，所述制備方法包括以下步驟：

1)將支撐膜進行表面清洗；配置電解質溶液；

2)將步驟1)清洗后的支撐膜置于酸性氧化液中進行親水處理，處理條件：水浴加熱，處理完成后烘干；

3)將步驟2)得到的支撐膜浸漬在步驟1)得到的電解質溶液中，一段時間后取出晾干；

4)將步驟3)得到的支撐膜進行退火熱處理；

5)將步驟4)得到的支撐膜重復步驟2)、步驟3)與步驟4)若干次，得到固體電解質；

6)將電極印刷或涂覆在步驟5)得到的固體電解質的上下表面形成電極膜層，烘干后得到電極膜片。