[发明专利]一种工作电极及其制备方法和包括工作电极的甲醛传感器

说明书

本发明提供了一种工作电极，用于与甲醛气体进行氧化反应，所述工作电极包括：扩散层，用于密封电解液和透气；以及催化层，复合于所述扩散层的其中一面上，所述催化层由至少包括贵金属催化剂、石墨烯、全氟磺酸型聚合物溶液以及聚四氟乙烯乳液组成的混合物制成的薄膜构成。

技术领域

本发明涉及一种电子器件，尤其涉及一种甲醛传感器以及用于所述甲醛传感器的工作电极。

背景技术

甲醛在化学工业、木材工业、纺织产业以及医学领域等方面均由广泛的应用，比如，在化学工业领域可用于生成聚甲醛(POM)，聚甲醛又称“赛钢”，性能优良，可用于在工业器械、汽车制造、电子电器等；在木材工业领域可用于生成脲醛树脂及酚醛树脂；在纺织产业可用于添加剂，达到防皱、防缩、阻燃、颜色持久或改善手感的作用；在医学领域可用于防腐杀菌等等。

但是在2017年10月27日世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单中，甲醛被列为一类抗癌物。因其毒性较大,即使是微量的浓度也会对人体造成危害，因此，对工作或居住环境中甲醛含量的监测是与生命健康息息相关的，具有重要意义。

现有的甲醛传感器，无论是国内或国外的产品均存在响应慢、抗干扰性能差等缺点。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明旨在提供一种活性高、抗干扰能力强，使用效果好的甲醛传感器。

根据本发明的一方面，提供了一种工作电极，用于与甲醛气体进行氧化反应，所述工作电极包括：

扩散层，用于密封电解液和透气；以及

催化层，复合于所述扩散层的其中一面上，所述催化层由至少包括贵金属催化剂、石墨烯、全氟磺酸型聚合物溶液以及聚四氟乙烯乳液组成的混合物制成的薄膜构成。

进一步地，所述混合物还包括乙二醇。

进一步地，所述贵金属催化剂为铱一元金属催化剂和/或铱基多组分催化剂。

进一步地，所述铱基多组分催化剂包括C-Ir、Pt-Ir双组分催化剂或 Pt-Ru-Ir、Pt-C-Ir三组分催化剂中的其中一种或多种。

进一步地，所述扩散层为多孔聚合物膜。

进一步地，所述多孔聚合物膜为聚四氟乙烯膜。

根据本发明的一个方面，提供一种工作电极的制备方法，包括：

在贵金属催化剂中加入石墨烯、全氟磺酸型聚合物溶液和聚四氟乙烯乳液以形成混合物；

对所述混合物进行搅拌以形成团状浆料；以及

将所述团状浆料复合于扩散层上。

进一步地，所述混合物还包括乙二醇。

进一步地，在80到250摄氏度下，通过碾压或喷涂将所述团状浆料复合于所述扩散层上。

进一步地，所述贵金属催化剂为铱一元金属催化剂和/或铱基多组分催化剂。

进一步地，所述铱基多组分催化剂包括C-Ir、Pt-Ir双组分催化剂或 Pt-Ru-Ir、Pt-C-Ir三组分催化剂中的其中一种或多种。

进一步地，所述扩散层为多孔聚合物膜。

进一步地，所述多孔聚合物膜为聚四氟乙烯膜。

根据本发明的一个方面，提供一种甲醛传感器，用于检测气体中的甲醛含量，所述甲醛传感器包括上述任一项所述的工作电极以及用于还原反应的对电极。

进一步地，所述甲醛传感器还包括：若干片吸液膜，位于所述对电极之间，用于提高吸液速度。