[发明专利]抗干扰快响应的呼气氢传感器

权利要求书

1.一种抗干扰快响应的呼气氢传感器，包括传感器壳体，通过电解液形成离子导通的工作电极、对电极和参比电极以及气体过滤装置，其特征在于所述工作电极的催化材料由贵金属合金纳米颗粒和三维多孔石墨烯复合材料组成；所述参比电极和对电极的电极材料与工作电极相同；所述三维多孔石墨烯复合材料通过采用镍粉作催化剂和模板，结合化学气相沉积法制备，具体过程为：

1）称取适量镍粉至用丙酮和酒精处理过的陶瓷舟中铺平，置于管式炉加热区，将管内空气抽出，之后用氩气将管内压冲至常压，打开阀门，继续通氩气维持惰性气氛，直至反应结束；

2） 在氩气保护下，将管式炉以30℃/min速率升温至900℃，在升温过程中，开始通氢气，温度达900℃后，保持该温度并对镍粉进行25min退火处理；

3）退火后，继续维持该温度，关闭氢气；

4）引入碳源，此处打开甲烷气阀，按CH4：Ar为40:200sccm的流量比通入管式炉，直至反应结束，反应时间为30min；

5）将化学气相沉积生长后的镍粉取出用6M的HCL溶液刻蚀，反复置换盐酸溶液，直至三维多孔石墨烯悬浮至液面；

6）反复抽滤，清洗，将三维多孔石墨烯取出，于干燥箱进行干燥后即可得到三维粉体石墨烯。

2.如权利要求1所述一种抗干扰快响应的呼气氢传感器，其特征在于：所述贵金属合金纳米颗粒和三维多孔石墨烯复合催化材料中的贵金属合金纳米颗粒为Pt-Ir合金纳米颗粒；所述Pt-Ir合金纳米颗和三维多孔石墨烯复合物通过一步湿化学法以形貌规则均一的Pt-Ir合金纳米颗粒形态均匀分散在三维多孔石墨烯表面，合金纳米颗粒的粒径不超过20nm。

3.如权利要求2所述一种抗干扰快响应的呼气氢传感器，其特征在于：所述一步湿化学法制备Pt-Ir合金纳米颗粒和三维多孔石墨烯复合物的具体过程为：

1）按铂：铱为0.9:1的摩尔质量比，将氯铂酸，氯铱酸及适量的NaNO2加入到持续搅拌的含0.25wt%聚乙烯吡咯烷酮和2mg上述制备的三维石墨烯的溶液中，用1M NaOH溶液调节pH至12；

2）将混合液置冰浴中不断搅拌，加入适量浓度为80 wt%的水合肼溶液后，继续在冰浴中搅拌30min；

3）离心收集沉淀物，并用乙醇和水充分洗涤至无聚乙烯吡咯烷酮为止；

4）真空箱中干燥即得到表面负载Pt-Ir复合贵金属纳米颗粒的三维石墨烯复合材料。

4.如权利要求2所述一种抗干扰快响应的呼气氢传感器，其特征在于：所述的Pt-Ir合金纳米颗粒，其中的Ir替换为金、铑、钌、钯和银中的一种。

5.如权利要求1所述一种抗干扰快响应的呼气氢传感器，其特征在于：所述气体过滤装置用来除湿和去除CO，去除的效率保证其残余量不足以引起传感器可检测的信号。

6.如权利要求1所述一种抗干扰快响应的呼气氢传感器，其特征在于：所述气体过滤装置由活性氧化铝干燥剂和浸渍在其表面的选择性吸附CO的金属盐构成，所述金属盐为铜、银和锡盐中的一种。

7.如权利要求1所述一种抗干扰快响应的呼气氢传感器，其特征在于：所述气体过滤装置安装在传感器的气体进口处。