[发明专利]用于漏氢检测的钯合金电化学纳米氢传感器敏感层及方法

权利要求书

1.一种用于漏氢检测的电化学纳米氢传感器敏感层的制备方法，所述的敏 感层由化学吸附在绝缘体表面的钯合金纳米金属粒子组成；所述的钯合金为钯- 镍或钯银合金，其中钯的质量百分数为85％-94％，余量为镍或银；所述的绝缘 体为采用硅烷偶联剂修饰的玻璃基体，其特征在于采用化学还原法制备钯合金 纳米金属粒子，络合或包覆后采用化学吸附方法吸附到作为绝缘体的硅烷偶联 剂玻璃基体表面；

其中，①所述的化学还原法使用的还原剂为抗坏血酸、硼氢化钠、高温氢 气或乙二醇；②所述的硅烷偶联剂通式为：Y(CH₃)_nSiX₃，n为0-3的整数，X 为可水解基团氯、甲氧基或乙酰氧基，Y为有机官能团；③Pd-Ag敏感层采用 柠檬酸络合或包覆，Pd-Ni敏感层采用十二烷基磺酸钠、聚乙烯吡咯烷酮或聚乙 二醇400络合或包覆。

2.按权利要求1所述的敏感层的制备方法，其特征在于制备的具体步骤 是：

A、将盖玻片先用王水浸泡，去离子水洗后在无水乙醇中超声清洗，真空 烘干后放在Pirahan溶液中于100℃下处理1-3h，然后用去离子水洗涤后150℃ 真空干燥，冷却后使用甲苯冲洗，再浸泡在硅烷偶联剂的甲苯溶液中即得到硅 烷偶联剂修饰的玻璃基体；

B、将步骤A制备的硅烷偶联剂修饰的玻璃基体放置在溶液底部，采用化 学还原法制备吸附在玻璃基体上的钯-银或钯-镍合金：

(a)钯-银合金吸附

按钯的质量百分数为85％-94％，余量为Ag的组成，称取硝酸铵钯和硝酸 银用去离子水配制成溶液，边搅拌边用氨水调节PH值为10-11，并在搅拌下加 入柠檬酸，其中，硝酸铵钯与柠檬酸的质量比例控制在0.3-2∶1；硝酸银与柠檬 酸的质量比例为0.2-0.6∶1；且在40-50kHz条件下超声，并滴加过量的还原剂， 常温条件下继续超声6h；最后取出玻璃基体，并在50-60℃热去离子水条件下 洗涤3-5次，最后在60-70℃真空条件下烘干；

(b)钯-镍合金吸附

按钯的质量百分数为85-94％，余量为Ni₂O组成，称取PdCl₂和NiCl₂固 体，搅拌条件下加入十二烷基磺酸钠、聚乙二醇400或PVP，冰水浴中40- 50kHz条件下超声，并滴加过量的还原剂，常温条件下继续超声6h，最后取出 玻璃基体，并在50-60℃热去离子水条件下洗涤3-5次，最后在60-70℃真空条 件下烘干。

3.按权利要求2所述的敏感层的制备方法，其特征在于步骤B中钯-镍合 金吸附时十二烷基磺酸钠加入量为2-6g/L，聚乙烯基吡咯烷酮加入量为5- 8g/L，聚乙二醇400的加入量为1-3g/L。

4.按权利要求2所述的敏感层的制备方法，其特征在于步骤A中①150℃ 真空干燥时间为20-100min；②硅烷偶联剂的甲苯溶液的体积比为1∶50，使用 的硅烷偶联剂为CH₃(CH₂)₇Si(CH₃)₂Cl或CH₃Si(OCH₃)₂CH₂CH₂CH₂SH。

5.一种按权利要求1-4中任一项方法所制备的敏感层。

6.按权利要求5所述的敏感层，其特征在于敏感层的厚度为20-150nm。

7.按权利要求5所述的敏感层，其特征在于所述的敏感层中纳米合金的粒 径为5-80nm。