低浓度电化学气体传感器的研究

• 作 者: 吕翔宇 刘世伟 李风华 牛利
• 机 构: 中国科学院长春应用化学研究所现代分析技术工程实验室,吉林,长春,130022
• 出 处: 第十二届全国化学传感器学术会议
• 发表日期: 2014年11期
• 关键词: 电化学气体传感器 制备工艺 低浓度气体 检测性能

电化学气体传感器,采用三电极体系,将工作电极恒定在选定的电位下,使被测气体在该电极上产生氧化还原电流.该电流与被测气体浓度成正比,故可以定量检测,在低浓度气体的检测中具有明显的优势。本研究旨在膜电极催化剂的制备方面,电化学催化剂是电化学气体传感器的核心部分,该研究采用双向气雾法,降低成核速度制备贵金属掺杂石墨烯、单壁碳纳米管、导电高聚物等复合材料催化剂，提高催化剂的导电性、催化活性和选择性.从而提高电化学传感器的选择性、稳定性、重复性等整体性能.在催化剂应用工艺方面，对催化电极表面进行亲水性修饰，使膜电极的表面吸水性能、保水性能得到了显著提高。降低催化电极的体电阻。使得电化学传感器具备了更高的信噪比，从而提升了其对低浓度气体的分析检测性能。通过对制备的电化学气体传感器的平行性测试，测试结果发现，传感器具有响应时间短，背景电流稳定，重复性好等性能。在传感器的具体应用中，由于传感器内部电解液的挥发可能导致传感器性能的降低，在不同的湿度环境中，电解液的稳定性决定传感器的使用寿命，因此在电解液的保湿性上做了相应的研究，制备有机高分子吸湿材料与离子液体形成复合型电解质，从而提高传感器实际使用的稳定性。通过多年的电催化材料的研究基础，结合不断发展的电化学器件研究工艺以及电化学仪器设计技术，实现了完整的电化学气体传感器组装制备和分析测试平台。从而对新材料在电化学器件应用中进行有效的性能表征和筛选，完成一批新型传感器和高精度的检测仪的自主设计和产业化，旨在推进电化学基础材料在能源、智能感知、安全监控、环保等领域传感应用技术的发展。