[发明专利]一种适用于电化学体系的固体导电凝胶及其制备方法

说明书

本发明提供了一种适用于电化学体系的固体导电凝胶及其制备方法。采用全新明胶基体，通过加入活性稀释剂与室温固化剂对电化学体系液体电解质进行固化，提高了粘结强度、调节了固化时间，对金属和非金属都具有较强的粘接性能，且耐候、耐老化，操作方便，能满足电化学体系的需求。本固体导电凝胶韧性好、伸长率高、结构简单，不易腐蚀传感器基体，可制成不同厚度的凝胶基体，便于运输和携带，同时能避免现场检测过程中因需定量转移液体电解质的繁琐操作，能替代电化学体系液体电解质及其电解池的固体导电凝胶，避免液体电解质易挥发、密封困难、腐蚀传感器基体等缺陷。本发明制备方法简单，原材料易得，制备条件不苛刻，挤出性好，没特别气味，对环境无污染。

技术领域

本发明涉及其一种适用于电化学体系的固体导电凝胶及其制备方法，具体涉及其一种替代电化学体系液体电解质及其电解池的固体导电凝胶的制备方法，属于电化学方法测试或分析材料技术领域。

技术背景

电化学检测技术是将物理、化学、生物能转换成电能的一种检测技术，通过检测输出电能的电流或电位信号的变化，实现对被检测物质的分析。而电极是与电解质溶液或电解质接触的电子导体或半导体，它是通过被测物发生电化学反应，产生与被测物浓度成正比的电信号来工作。电化学体系借助于电极实现电能的输入或输出，液体电解质及其电解池是实施电极反应的场所。中国专利CN 102183678 A号公开了一种用于扫描电化学显微镜的多功能电解池，通过下盖的不同结构，可完成三电极体系、四电极体系以及其复杂体系的实验。PCT专利CN 103155067 A号公开了一种电解质体系和电解池，涉及其电解质体系以及其包含该电解质体系的电解池。US7，297，289号公开了一种电解质体系，描述了离子液体作为电解质。

到目前为止，液体电解质及其电解池依然是电极反应的必需场所。在电化学检测实验过程中，使用这一电解池存在以下不足或缺点：(1)液体电解质或电解池易挥发、密封困难。 (2)液体电解质或电解池结构比较复杂，操作比较繁琐，易腐蚀传感器基体。(3)只能固定在实验室内使用，不能兼用来进行现场试验。

固体导电凝胶是一种固化或干燥后具有一定导电性能的胶粘剂，它通常以基体树脂和导电填料即导电粒子为主要组成成分，通过基体树脂的粘接作用把导电粒子结合在一起，形成导电通路，实现被粘材料的导电连接。由于导电胶的基体树脂是一种胶粘剂，可以选择适宜的固化温度进行粘接，同时，由于电子元件的小型化、微型化及其印刷电极的高密度化和高度集成化的迅速发展，而导电胶可以制成浆料，实现很高的线性分辨率。和目前广泛使用的液体电解质及其电解池相比，避免了液体电解质易挥发、密封困难、腐蚀传感器基体等缺陷，具有稳定性、适用性、使用寿命长等多方面的优势，是固体导电凝胶材料技术发展的一个重要趋势。

在工艺上，目前国内外对固体导电凝胶替代电化学体系电极液体电解质及其电解池的方法研究报道较少。常规固体导电凝胶的制备方法，主要采用喷涂、印刷、胶辊、旋涂等方法把导电材料附着或镶嵌在基材中。中国专利CN 102087884A号公开一种银纳米半埋于有机聚合物表层的透明导电膜。中国专利CN 102087886A公开一种基于银纳米线的基板、粘附层和导电层三层组合而成的透明导电膜。中国专利CN 102183678A号公开了一种导电胶，提供一种具有导电、粘接、固定作用的导电胶。以上固体导电凝胶主要是导电填料为银纳米，材料较昂贵，粘结性较低等特点。而且制备导电胶的工艺比较繁琐，难于操作，导电导热性能不能保证，导电稳定性和重复性有待提高。

发明内容