[发明专利]一种银/氯化银参比电极及其制作方法

说明书

提供一种Ag/AgCl参比电极及其制作方法，该参比电极的硅基片(1)上设置有用于储存氯化钾饱和溶液的储液池(4)，储液池(4)旁设置连接池(8)，储液池(4)与连接池(8)之间并列设置多个用于离子交换的纳米管道(7)，形成纳米管道(7)阵列，沿储液池(4)底部、单侧侧壁至硅基片(1)上表面设置铂电极引线(2)，铂电极引线(2)末端段的上表面设置银/氯化银电极层(5)；硅基片(1)上面还以与其键合的方式覆盖有Pyrex 7740玻璃盖片(3)，玻璃盖片(3)设置有注液孔(6)，并配置密封胶(9)；其纳米管道阵列使离子交换速率大大降低，可显著提高氯化钾饱和溶液的使用时间与参比电极的使用寿命，其制作方法基于微纳加工工艺，可与其他电极集成制造，实现整个检测传感器的微型化。

技术领域

本发明涉及一种Ag/AgCl参比电极及其制作方法，属传感器技术领域。

背景技术

参比电极（Reference Electrode，简称RE），是测量各种电极电势时作为参照比较的电极，将被测定的电极与精确已知电极电势数值的参比电极构成电池，测定电池电动势数值，就可计算出被测定电极的电极电势。通常多用微溶盐电极作为参比电极，常用的参比电极有甘汞电极和银-氯化银电极，此外还有铜-硫酸铜电极、醌氢醌电极、固体参比电极等。

参比电极电位恒定，其主要作用是测量电池电动势，计算电极电位的基准。常用的玻璃管Ag/AgCl参比电极具有制备简单，使用方便，在电化学检测领域广泛使用。但在传感器领域，只能与其他电极联合使用，而不能与其他电极集成制备在一个传感器芯片上，限制了其在传感器方面的应用。有多家研究机构基于微纳制造技术发展了微型Ag/AgCl全固态参比电极，但由于电极所需的氯化钾饱和溶液在电极表面的保存时间很短，所以电极的使用寿命不长，不能满足传感器长时间连续工作的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种Ag/AgCl参比电极及其制作方法，克服现有集成参比电极的缺点，提高微纳传感器的使用寿命。

为了解决上述技术问题，本发明Ag/AgCl参比电极所采用的技术方案为：

一种银/氯化银参比电极，包括表面为（100）晶面、双面抛光并氧化的硅基片(1)，其特征在于，所述硅基片(1)上设置有用于储存氯化钾饱和溶液的储液池(4)，所述储液池(4)旁设置有用于与外部待测溶液相连接的连接池(8)，所述储液池(4)与连接池(8)之间并列设置多个用于离子交换的纳米管道(7)，形成纳米管道(7)阵列，沿所述储液池(4)底部、单侧侧壁至单侧硅基片(1)上表面设置有铂电极引线(2)，在位于所述储液池(4)底部的铂电极引线(2) 末端段的上表面设置有银/氯化银电极层(5)；所述硅基片(1)上面还以与其键合的方式覆盖有可与硅片键合的Pyrex 7740玻璃盖片(3)，二者键合形成一体；所述玻璃盖片(3)设置有用于向所述储液池(4)注入氯化钾饱和溶液的注液孔(6)，并配置有用于封装所述注液孔(6)的密封胶(9)。

以下为本发明银/氯化银参比电极进一步的方案：

所述银/氯化银电极层(5)从底部至表面依次包括基底导电层、金属银层、以及金属银层采用盐酸处理后形成的Ag/AgCl层。

所述参比电极的硅基片(1)与玻璃盖片(3)在俯视方向均呈矩形，所述储液池(4)位于硅基片(1)的居中位置，所述玻璃盖片(3)的长度短于硅基片(1)的长度，所述储液池(4)与纳米管道(7)阵列被所述玻璃盖片(3)完全覆盖，而所述连接池(8)与位于硅基片(1)上表面的铂电极引线(2)仅部分被所述玻璃盖片(3)覆盖。

所述单侧硅基片(1)上表面设置的铂电极引线(2)包括露出在所述玻璃盖片(3)外面的引线外露段。

所述玻璃盖片(3)的注液孔(6)为圆孔，所述密封胶(9)呈铆钉状与所述玻璃盖片(3)的注液孔(6)相配。