基于水基電極的CO電化學(xué)氣體傳感器.pdf

1、電化學(xué)氣體傳感器可用于定量分析檢測(cè),是氣體傳感器中的高端產(chǎn)品。電化學(xué)氣體傳感器主要由英國、美國等發(fā)達(dá)國家的生產(chǎn)商所壟斷。隨著我國國家電子專用設(shè)備儀器、新型電子元器件產(chǎn)業(yè)化專項(xiàng)項(xiàng)目《電化學(xué)氣體敏感元件和傳感器產(chǎn)業(yè)化》實(shí)施,河南漢威電子股份有限公司年產(chǎn)100萬只電化學(xué)氣體傳感器生產(chǎn)線建成并投產(chǎn),我國產(chǎn)品性能逐步接近和達(dá)到了國外同類產(chǎn)品性能。然而貴金屬催化劑仍然需要進(jìn)口,造成傳感器成本高。同時(shí)電極印刷采用油基漿料工藝,該工藝污染環(huán)境,電極后處

2、理工藝復(fù)雜,有機(jī)溶劑回收分離純化成本高。本文針對(duì)上述電化學(xué)氣體傳感器中存在的兩個(gè)問題,以被廣泛應(yīng)用的一氧化碳電化學(xué)氣體傳感器為研究對(duì)象,開展納米貴金屬催化劑制備和水基電極的研究。
　　 本論文分為兩個(gè)主要部分。第一部分為CO電化學(xué)氣體傳感器用納米電催化劑鉑黑的制備和表征,利用冷凍還原技術(shù)規(guī)?；a(chǎn)鉑黑,利用SEM、TEM、ICP、XRD和BET比表面分析對(duì)催化劑進(jìn)行了表征。第二部分對(duì)水基電極的制備和氣體敏感性能進(jìn)行了研究。研究了

3、水基漿料中高分子連結(jié)劑和印刷助劑對(duì)絲網(wǎng)印刷適性和傳感器氣敏性能的影響,篩選出了適宜于絲網(wǎng)印刷工藝的水基漿料。
　　 結(jié)果表明所制備的鉑黑為立方結(jié)構(gòu)晶體,外貌均勻規(guī)則,平均粒徑在5nm左右,比表面積為32.18 m2/g,鉑含量為98.5％。達(dá)到了進(jìn)口鉑黑的同類指標(biāo)。
　　 水基漿料研究表明當(dāng)催化劑、漿料主劑(纖維素:Triton X-100=6:4)和聚四氟乙烯乳液(PTFE)分別為10 g、15 ml和2.8 ml時(shí)所

4、得電極漿料具有良好的印刷適性和優(yōu)良的氣敏性能。由水基電極組裝的CO電化學(xué)氣體傳感器測(cè)試結(jié)果表明所研制的傳感器靈敏度與油基電極相當(dāng),對(duì)200 ppm的CO靈敏度大于65 nA/ppm。水基電極的CO電化學(xué)氣體傳感器具有較好的長(zhǎng)期穩(wěn)定性和選擇性以及溫度系數(shù)低、響應(yīng)恢復(fù)時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn),達(dá)到了油基電極的CO電化學(xué)氣體傳感器的性能指標(biāo)。
　　 因此本文所研究的水基電極CO電化學(xué)氣體傳感器,不僅具有油基電極傳感器的各種優(yōu)點(diǎn),而且成本低,無污染