本發(fā)明屬于電化學傳感器，具體涉及一種氟化氫電化學傳感器用工作電極及制備方法及氟化氫電化學傳感器。

背景技術(shù)：

1、隨著經(jīng)濟的發(fā)展，國內(nèi)對氟類化工產(chǎn)品的需求也日益增加，國內(nèi)外市場的擴大，進一步加快了我國氟類化工行業(yè)的發(fā)展。氟類化工產(chǎn)品中涉及的危險化學品種類多、易揮發(fā)、毒性高、腐蝕性強，還存在火災、爆炸的危險。許多氟化物在生產(chǎn)過程中，殘存的氟氣水解或作為生產(chǎn)反應的副產(chǎn)物不可避免的會含有少量的氟化氫，氟化氫是一種無色、有刺激性氣味的有毒氣體，與水混溶之后生成氫氟酸，氫氟酸具有極強的腐蝕性，能強烈地腐蝕金屬、玻璃等物體。氟化氫對呼吸道粘膜及皮膚有強烈的刺激和腐蝕作用，在體內(nèi)可干擾多種酶的活性，導致鈣、磷代謝紊亂，引起低鈣血癥、氟斑牙及氟骨癥等。吸入較高濃度氟化氫，可引起眼及呼吸道粘膜刺激癥狀，嚴重者可發(fā)生支氣管炎、肺炎或肺水腫，甚至發(fā)生反射性窒息；眼睛接觸氟化氫輕者局部劇烈疼痛，重者角膜損傷，甚至發(fā)生穿孔。氫氟酸皮膚灼傷，初期皮膚潮紅、干燥、創(chuàng)面蒼白、壞死，繼而呈紫黑色或灰黑色，深部灼傷或處理不當時，可形成難以愈合的深潰瘍，損及骨膜和骨質(zhì)，吸入1.5g氫氟酸可致立即死亡。

2、氟化氫報警儀的核心部件是氟化氫傳感器，當氟化氫傳感器感應到氟化氫的濃度時產(chǎn)生電流信號，傳感器產(chǎn)生的電流信號與hf的濃度成正比例關(guān)系，經(jīng)過算法處理就得知環(huán)境中的氟化氫的濃度值。

3、申請公告號為cn103998922a的發(fā)明專利公開了氣體傳感器用電極及氣體傳感器，該氣體傳感器用電極設置于以氧化鋯作為主體的固體電解質(zhì)體的表面，所述氣體傳感器用電極包含以下成分：貴金屬或其合金的顆粒；第1陶瓷顆粒，其由穩(wěn)定化氧化鋯或部分穩(wěn)定化氧化鋯形成；以及，第2陶瓷顆粒，其為選自由al2o3、mgo、la2o3、尖晶石、鋯石、莫來石和堇青石的組成的組中的一種以上顆粒，所述第2陶瓷顆粒的含量少于所述第1陶瓷顆粒。該氣體傳感器不能克服現(xiàn)有氣體傳感器在實際使用時受氣流干擾導致產(chǎn)生誤報的問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種氟化氫電化學傳感器用工作電極以解決現(xiàn)有的氣體傳感器在使用時受氣流干擾導致產(chǎn)生誤報的技術(shù)問題。

2、本發(fā)明的第二個目的是提供一種氟化氫電化學傳感器用工作電極的制備方法。

3、本發(fā)明的第三個目的是提供一種氟化氫電化學傳感器。

4、為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：

5、一種氟化氫電化學傳感器用工作電極，由催化層漿料涂刷在緩沖層上制備得到，所述緩沖層由高分子聚合物溶解在溶劑一中制備得到。

6、進一步的，所述高分子聚合物為聚丙烯酰胺、聚乙二醇、聚丙烯酸、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸羥乙酯及其衍生物的一種或幾種。

7、進一步的，所述催化層漿料由催化材料、分散劑與溶劑二混合制備得到。

8、進一步的，所述催化材料為金黑、銥黑、鉑黑、釕黑、銠黑、銀黑、二氧化錳、二氧化鉛中的一種或多種，所述分散劑為聚四氟乙烯乳液。

9、進一步的，所述溶劑一為水、松油醇、乙醇、丙三醇、n-甲基吡咯烷酮中的一種或多種；所述溶劑二為水、松油醇、乙醇、丙三醇、n-甲基吡咯烷酮中的一種或多種。

10、一種氟化氫電化學傳感器用工作電極的制備方法，包括以下步驟：

11、s1：制備緩沖層：將所述高分子聚合物溶解在所述溶劑一中得到高分子聚合物凝膠，在所述高分子聚合物凝膠中加入導電劑靜置后得到緩沖層漿料，將所述緩沖層漿料刷制在基材上，即得所述緩沖層；

12、s2：制備催化層：將催化材料、分散劑、溶劑二混合后得到催化層漿料，將所述催化層漿料刷制在所述緩沖層上，干燥后即得。

13、進一步的，所述緩沖層漿料中高分子聚合物與所述導電劑的質(zhì)量比為1:1-4；所述緩沖層漿料中高分子聚合物與所述催化材料的質(zhì)量比為1:1-10；每g所述高分子聚合物對應加入10-30ml的溶劑一；每g所述催化材料對應加入2-4ml的溶劑二；所述溶劑二與所述分散劑的體積比為2-8:1。

14、進一步的，所述導電劑為碳材料、貴金屬材料中的一種或多種；所述碳材料為碳、石墨、石墨烯中的一種或多種；所述貴金屬材料為鉑、鈀、金、銀中的一種或多種。

15、進一步的，所述緩沖層漿料、催化層漿料的刷制方法均為絲網(wǎng)印刷，所述基材為聚四氟乙烯膜。

16、一種氟化氫電化學傳感器，包括上述的氟化氫電化學傳感器用工作電極。

17、本發(fā)明的有益效果：

18、本發(fā)明通過在工作電極上設置緩沖層，可以有效減緩氣體在進入催化層時的流速，從而緩解氣流進入氟化氫電化學傳感器時瞬間壓力改變對氟化氫電化學傳感器的影響，使氟化氫電化學傳感器在外界環(huán)境不穩(wěn)定的情況下性能變得更加穩(wěn)定。

19、本發(fā)明在緩沖層中加入導電劑，導電劑的添加使氧化還原反應時產(chǎn)生的電子能更快的傳輸，從而顯著減小氟化氫電化學傳感器的響應時間。

技術(shù)特征：

1.一種氟化氫電化學傳感器用工作電極，其特征在于，由催化層漿料涂刷在緩沖層上制備得到，所述緩沖層由高分子聚合物溶解在溶劑一中制備得到。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氟化氫電化學傳感器用工作電極，其特征在于，所述高分子聚合物為聚丙烯酰胺、聚乙二醇、聚丙烯酸、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸羥乙酯及其衍生物的一種或幾種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氟化氫電化學傳感器用工作電極，其特征在于，所述催化層漿料由催化材料、分散劑與溶劑二混合制備得到。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氟化氫電化學傳感器用工作電極，其特征在于，所述催化材料為金黑、銥黑、鉑黑、釕黑、銠黑、銀黑、二氧化錳、二氧化鉛中的一種或多種，所述分散劑為聚四氟乙烯乳液。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氟化氫電化學傳感器用工作電極，其特征在于，所述溶劑一為水、松油醇、乙醇、丙三醇、n-甲基吡咯烷酮中的一種或多種；所述溶劑二為水、松油醇、乙醇、丙三醇、n-甲基吡咯烷酮中的一種或多種。

6.一種如權(quán)利要求1-5任一項權(quán)利要求所述的氟化氫電化學傳感器用工作電極的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的氟化氫電化學傳感器用工作電極的制備方法，其特征在于，所述緩沖層漿料中高分子聚合物與所述導電劑的質(zhì)量比為1:1-4；所述緩沖層漿料中高分子聚合物與所述催化材料的質(zhì)量比為1:1-10；每g所述高分子聚合物對應加入10-30ml的溶劑一；每g所述催化材料對應加入2-4ml的溶劑二；所述溶劑二與所述分散劑的體積比為2-8:1。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的氟化氫電化學傳感器用工作電極的制備方法，其特征在于，所述導電劑為碳材料、貴金屬材料中的一種或多種；所述碳材料為碳、石墨、石墨烯中的一種或多種；所述貴金屬材料為鉑、鈀、金、銀中的一種或多種。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的氟化氫電化學傳感器用工作電極的制備方法，其特征在于，所述緩沖層漿料、催化層漿料的刷制方法均為絲網(wǎng)印刷，所述基材為聚四氟乙烯膜。

10.一種氟化氫電化學傳感器，其特征在于，包括權(quán)利要求1-5任一項權(quán)利要求所述的氟化氫電化學傳感器用工作電極。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種氟化氫電化學傳感器用工作電極及制備方法及氟化氫電化學傳感器。該氟化氫電化學傳感器用工作電極，由催化層漿料涂刷在緩沖層上制備得到，所述緩沖層由高分子聚合物溶解在溶劑一中制備得到。本發(fā)明通過在工作電極上設置緩沖層，可以有效減緩氣體在進入催化層時的流速，從而緩解氣流進入氟化氫電化學傳感器時瞬間壓力改變對氟化氫電化學傳感器的影響，使氟化氫電化學傳感器在外界環(huán)境不穩(wěn)定的情況下性能變得更加穩(wěn)定。

技術(shù)研發(fā)人員：周玉林,靳亞龍,張愛健
受保護的技術(shù)使用者：上海松柏傳感技術(shù)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/11/11