论文部分内容阅读
固体聚合物电解质（Solid Polymer Electrolyte,SPE）具有质轻、成膜性好、粘弹性和稳定性好等优点,将其应用于气体传感器中,能克服液体电解质传感器存在的易泄露、短路、寿命短等问题,符合化学传感器的发展趋势,在传感器、锂离子电池、电子等方面都有着广泛的应用。本课题主要研究复合固体电解质膜的制备工艺及其性能,并将其用做SO2传感器电解质,进行传感器性能研究。研究了复合电解质膜的制备工艺。采用溶胶-凝胶法,利用水浴磁力加热搅拌及流延成膜的手段,制备了传感器电解质材料STA/SiO2/PVA复合膜,该膜以聚乙烯醇（Poly（vinyl alcohol）,PVA）为基,掺杂物为二氧化硅和钨硅酸（Silicotungstic Acid （STA））。通过EIS、TGA、XRD、FTIR、SEM、循环伏安法及拉伸实验等测试方法分析了电解质膜的性能。结果表明复合电解质膜中聚乙烯醇、二氧化硅和钨硅酸相容性较好,并且电解质膜具有良好的质子导电性、热稳定性、电化学稳定性及良好的力学性能,符合SO2传感器的应用要求。进行了电流型固体电解质SO2传感器的性能研究。设计出拆卸方便的SO2气体传感器结构,传感器电解质为本课题制备的3%STA/50%SiO2/PVA复合电解质膜,电极为质子交换膜燃料电池常用的碳载铂气体扩散电极,采用电化学系统对静态SO2/空气体系进行性能测试,由工作电极极化曲线的电流平台区选择传感器的工作电压为0.3V（相对于参比电极）,在该工作电压下,测试了传感器对一系列SO2/空气体系的电流响应-时间曲线,结果表明用此类复合膜为电解质的传感器对SO2的电流响应信号和SO2浓度有较好的线性关系,通过计算得传感器测量SO2的灵敏度为23.7μA/(10-6mol·L-1),并对传感器稳定性做了一定分析。