一種用于電化學(xué)氧氣報警儀的凝膠電解質(zhì)的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及到一種用于電化學(xué)氧氣報警儀的凝膠電解質(zhì)的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電化學(xué)氧氣傳感器的基本測定元件是電化學(xué)電解池，其包括與電解質(zhì)相接觸的至少兩個電極。電池與待測氧氣相接觸，待分析的氧氣可以流到其中一個電極上，并通過敏感材料的催化作用在該處得到電化學(xué)轉(zhuǎn)化。由該轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的電流與所存在的氣體的量成正比。由該電流產(chǎn)生可以用于提供檢測、報警的信號。
[0003]電化學(xué)原理的氧氣傳感器具有靈敏度高、選擇性好的優(yōu)點，電解質(zhì)是其關(guān)鍵的組成部分之一，主要作用是為電池正負(fù)極提供電荷傳遞，理論上應(yīng)具有較高的離子電導(dǎo)率和較低的電子電導(dǎo)率。一般來說，電解質(zhì)的組成、濃度等會對電池性能產(chǎn)生重要影響，它主要影響電池的響應(yīng)恢復(fù)時間、靈敏度和壽命等。目前，原電池型電化學(xué)氧氣報警儀所用的電解質(zhì)一般為偏堿性的水溶液。但由于液體電解質(zhì)易干涸，使用溫度范圍窄，低溫下易凝固，離子導(dǎo)電能力過低，易泄露，容易產(chǎn)生安全問題，對電極產(chǎn)生腐蝕。
[0004]因此現(xiàn)有技術(shù)當(dāng)中亟需要一種新型的技術(shù)方案來解決這一問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:提供一種用于電化學(xué)氧氣報警儀的凝膠電解質(zhì)的制備方法，用來解決現(xiàn)有技術(shù)中原電池型電化學(xué)氧氣報警儀所用的液體電解質(zhì)易干涸，使用溫度范圍窄，低溫下易凝固，離子導(dǎo)電能力過低，易泄露，容易產(chǎn)生安全問題，對電極產(chǎn)生腐蝕等技術(shù)問題。
[0006]—種用于電化學(xué)氧氣報警儀的凝膠電解質(zhì)的制備方法，其特征是:包括以下步驟，
[0007]步驟一、制取KOH、NaOH或L1H的水溶液
[0008]稱取Κ0Η 3.36g ?56g、Na0H 2.4g ?40g 或 L1H 2.51g ?42g，溶于 60mL ?lOOmL的蒸餾水中制備成lmol/L?10mol/L的KOH、NaOH或L1H的水溶液；
[0009]步驟二、溶解有機聚合物
[0010]稱取2g?15g的有機聚合物緩慢加入到步驟一中得到的Κ0Η、NaOH或L1H的水溶液中，邊加邊攪拌，加完后繼續(xù)攪拌3min?5min，有機聚合物溶解完全后，靜置24小時，得到有機聚合物含量為2%?15%的凝膠電解質(zhì)；
[0011 ] 步驟三、添加無機添加劑
[0012]根據(jù)步驟二中加入的有機聚合物的量，按有機聚合物與無機添加劑的份數(shù)比4:1，向步驟二中得到的凝膠電解質(zhì)中加入無機添加劑，邊加邊攪拌，加完后繼續(xù)攪拌3min?5min，使無機添加劑分布均勻，靜置12h?24h ；
[0013]步驟四、靜置脫泡
[0014]將步驟三中得到的混合物置于封閉容器，將封閉容器在室溫水浴中靜置脫泡2h?4h，凝膠電解質(zhì)制備完成。
[0015]所述有機聚合物為有機高分子聚合物，包括聚丙烯酸鈉、聚丙烯酸鉀或聚丙烯酰胺。
[0016]所述無機添加劑為硅酸鎂鋰，硅藻土，或二氧化硅。
[0017]通過上述設(shè)計方案，本發(fā)明可以帶來如下有益效果:本發(fā)明采用共混法制備了一種用于氧氣傳感器的有機聚合物凝膠電解質(zhì)，該凝膠電解質(zhì)工作在中性或者弱堿性條件下，對氧氣電化學(xué)還原具有更好的活性，使氧氣傳感器的輸出信號更強。通過本發(fā)明制備的有機聚合物凝膠電解質(zhì)，具有較高的電導(dǎo)率，有著1.5V電化學(xué)穩(wěn)定窗口，同時性狀穩(wěn)定，克服了普通凝膠機械強度不夠的缺陷。
【附圖說明】
[0018]以下結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明:
[0019]圖1為本發(fā)明一種用于電化學(xué)氧氣報警儀的凝膠電解質(zhì)的制備方法的流程框圖。
【具體實施方式】
[0020]如圖所示，一種用于電化學(xué)氧氣報警儀的凝膠電解質(zhì)的制備方法，其特征是:包括以下步驟，
[0021 ] 步驟一、制取KOH、NaOH或L1H的水溶液
[0022]稱取Κ0Η 3.36g ?56g、Na0H 2.4g ?40g 或 L1H 2.51g ?42g，溶于 60mL ?lOOmL的蒸餾水中制備成lmol/L?10mol/L的KOH、NaOH或L1H的水溶液；
[0023]步驟二、溶解有機聚合物
[0024]稱取2g?15g的有機聚合物緩慢加入到步驟一中得到的Κ0Η、NaOH或L1H的水溶液中，邊加邊攪拌，加完后繼續(xù)攪拌3min?5min，有機聚合物溶解完全后，靜置24小時，得到有機聚合物含量為2%?15%的凝膠電解質(zhì)；
[0025]步驟三、添加無機添加劑
[0026]根據(jù)步驟二中加入的有機聚合物的量，按有機聚合物與無機添加劑的份數(shù)比4:1，向步驟二中得到的凝膠電解質(zhì)中加入無機添加劑，邊加邊攪拌，加完后繼續(xù)攪拌3min?5min，使無機添加劑分布均勻，靜置12h?24h ；
[0027]步驟四、靜置脫泡
[0028]將步驟三中得到的混合物置于封閉容器，將封閉容器在室溫水浴中靜置脫泡2h?4h，凝膠電解質(zhì)制備完成。
[0029]所述有機聚合物為有機高分子聚合物，包括聚丙烯酸鈉、聚丙烯酸鉀或聚丙烯酰胺。
[0030]所述無機添加劑為硅酸鎂鋰，硅藻土，或二氧化硅。
[0031]實施例1:
[0032]稱取20.16g Κ0Η溶于60mL的蒸餾水中，制備成6mol/LK0H水溶液；
[0033]稱取5g聚丙烯酸鈉緩慢加入到上述6mol/LK0H水溶液中，邊加邊攪拌，加完后繼續(xù)攪拌3min?5min，直至聚丙稀酸鈉完全溶解，靜置24h，制備11.6wt%的凝膠電解質(zhì)；
[0034]凝膠形成后，將丙烯酸鈉與硅酸鎂鋰按份數(shù)比4:1，緩慢加入至上述制備的凝膠電解質(zhì)中，邊加邊攪拌，加完后繼續(xù)攪拌3min，使硅酸鎂鋰混合均勻，靜置12h ;
[0035]將得到的混合物置于封閉容器，將封閉容器在室溫水浴中靜置脫泡3h，即制得用于電化學(xué)氧氣報警儀的凝膠電解質(zhì)。
[0036]實施例2:
[0037]稱取20.16g KOH溶于60mL的蒸餾水中，制備成6mol/LK0H水溶液；
[0038]稱取3g聚丙烯酸鉀緩慢加入到上述6mol/LK0H水溶液中，邊加邊攪拌，加完后繼續(xù)攪拌3min?5min，直至聚丙稀酸鉀完全溶解，靜置24h，制備7.2wt%的凝膠電解質(zhì)；
[0039]帶凝膠形成后，將丙烯酸鈉與硅藻土按份數(shù)比4:1，緩慢加入至上述制備的凝膠電解質(zhì)中，邊加邊攪拌，加完后繼續(xù)攪拌5min，使娃藻土混合均勾，靜置12h ；
[0040]將得到的混合物置于封閉容器，將封閉容器在室溫水浴中靜置脫泡4h，即制得用于電化學(xué)氧氣報警儀的凝膠電解質(zhì)。
【主權(quán)項】
1.一種用于電化學(xué)氧氣報警儀的凝膠電解質(zhì)的制備方法，其特征是:包括以下步驟， 步驟一、制取KOH、NaOH或L1H的水溶液 稱取 KOH 3.36g ?56g、NaOH 2.4g ?40g 或 L1H 2.51g ?42g，溶于 60mL ?lOOmL 的蒸餾水中制備成lmol/L?10mol/L的KOH、NaOH或L1H的水溶液； 步驟二、溶解有機聚合物 稱取2g?15g的有機聚合物緩慢加入到步驟一中得到的KOH、NaOH或L1H的水溶液中，邊加邊攪拌，加完后繼續(xù)攪拌3min?5min，有機聚合物溶解完全后，靜置24小時，得到有機聚合物含量為2%?15%的凝膠電解質(zhì)； 步驟三、添加無機添加劑 根據(jù)步驟二中加入的有機聚合物的量，按有機聚合物與無機添加劑的份數(shù)比4:1，向步驟二中得到的凝膠電解質(zhì)中加入無機添加劑，邊加邊攪拌，加完后繼續(xù)攪拌3min?5min，使無機添加劑分布均勻，靜置12h?24h ; 步驟四、靜置脫泡 將步驟三中得到的混合物置于封閉容器，將封閉容器在室溫水浴中靜置脫泡2h?4h，凝膠電解質(zhì)制備完成。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于電化學(xué)氧氣報警儀的凝膠電解質(zhì)的制備方法，其特征是:所述有機聚合物為有機高分子聚合物，包括聚丙烯酸鈉、聚丙烯酸鉀或聚丙烯酰胺。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于電化學(xué)氧氣報警儀的凝膠電解質(zhì)的制備方法，其特征是:所述無機添加劑為硅酸鎂鋰，硅藻土，或二氧化硅。
【專利摘要】本發(fā)明一種用于電化學(xué)氧氣報警儀的凝膠電解質(zhì)的制備方法，屬于電化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，包括制取KOH、NaOH或LiOH的水溶液，溶解有機聚合物，添加無機添加劑，靜置脫泡四個步驟。本發(fā)明采用共混法制備了一種用于氧氣傳感器的有機聚合物凝膠電解質(zhì)，該電解質(zhì)工作在中性或者弱堿性條件下，對氧氣電化學(xué)還原具有更好的活性，使氧氣傳感器的輸出信號更強。通過本發(fā)明制備的有機聚合物凝膠電解質(zhì)，具有較高的電導(dǎo)率，有著1.5V電化學(xué)穩(wěn)定窗口，同時性狀穩(wěn)定，克服了普通凝膠機械強度不夠的缺陷。
【IPC分類】H01M10/26, G01N27/26
【公開號】CN105301068
【申請?zhí)枴緾N201510608481
【發(fā)明人】孫成勛, 陳濤, 朱寶余, 王鑫
【申請人】國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)吉林省電力有限公司電力科學(xué)研究院, 吉林省電力科學(xué)研究院有限公司
【公開日】2016年2月3日
【申請日】2015年9月22日