[发明专利]电化学氯乙烯传感器及其使用方法

说明书

本发明涉及电化学氯乙烯传感器及其使用方法。各种实施方案涉及电化学氯乙烯传感器，其被配置成检测存在于一定体积的环境气体中的一定体积的氯乙烯。所述电化学氯乙烯传感器包括：壳体，其包括被配置为接收一定体积的环境气体的开口和流体连接到所述开口的内部贮器；和多个电极，所述多个电极固定地设置在所述壳体的所述内部贮器内。所述多个电极包括感测电极、对电极和参比电极，其中至少一个包含具有无定形结构的催化材料。在感测电极与参比电极之间施加至少约小于300 mV(例如，200 mV)的偏置电压。所述多个电极包括三电极堆叠体，其被配置成使得对电极被设置在感测电极和参比电极之间。

技术领域

本文中描述的各种实施方案一般地涉及电化学气体传感器。具体地，各种实施方案涉及被配置用于检测周围环境中一定体积的氯乙烯的气体传感器。

背景技术

工业和商业应用可以使用电化学气体传感器来检测各种气体的存在。具体地，电化学气体传感器可用于检测氯乙烯的存在。通过不懈努力、聪明才智和创新，本申请人通过开发本公开中所体现的技术方案解决了与电化学气体传感器有关的问题，这将在下面详细描述。

发明内容

各种实施方案涉及电化学氯乙烯传感器及其使用方法。在各种实施方案中，电化学氯乙烯传感器包括：壳体，所述壳体包括被配置成接收一定体积的环境气体的开口和流体连接到所述开口的内部贮器；和多个电极，所述多个电极固定地设置在所述壳体的所述内部贮器内，所述多个电极包括：感测电极；对电极；和参比电极；其中所述多个电极中的至少一个包含具有无定形结构的催化材料；其中在所述感测电极与所述参比电极之间施加偏置电压；并且其中所述传感器被配置成检测所述一定体积的环境气体中存在的一定体积的氯乙烯。

在各种实施方案中，偏置电压可以小于约300 mV。在各种实施方案中，偏置电压可以为约150至250 mV。此外，在各种实施方案中，偏置电压可以为约200 mV。

在各种实施方案中，感测电极可以包含高表面积无定形催化材料。此外，在各种实施方案中，所述感测电极的无定形催化材料可以是铂。在各种实施方案中，对电极可以包含高表面积无定形催化材料。在各种实施方案中，所述对电极的催化材料可以是铂。

在各种实施方案中，所述多个电极可包括反向(reverse)对电极-参比电极配置；其中所述对电极可以设置在所述感测电极和所述参比电极之间；并且其中所述对电极可以被配置为充当所述参比电极的屏障，以便将所述参比电极与由所述感测电极引发的反应至少部分隔离。

在各种实施方案中，一种示例性电化学氯乙烯传感器可以包括一个或多个多孔隔离件(separators)或者其它多孔结构，可以用来保持电解质与电极接触。

各种实施方案涉及电化学氯乙烯传感器，其包括：壳体；和多个电极，所述多个电极包括：感测电极；对电极；和参比电极；其中在所述感测电极与所述参比电极之间施加偏置电压，所述偏置电压小于约300 mV。

在各种实施方案中，偏置电压可以为约150至250 mV。此外，在各种实施方案中，偏置电压可以为约200 mV。在各种实施方案中，所述多个电极中的至少一个包含具有高表面积无定形结构的催化材料。在各种实施方案中，所述感测电极的高表面积无定形催化材料是铂。

各种实施方案涉及检测氯乙烯的方法，所述方法包括：将环境气体接收到氯乙烯传感器的壳体中，其中所述环境气体包含一定体积的氯乙烯，并且其中所述氯乙烯传感器包括与所述壳体内的电解质接触的多个电极，其中所述多个电极包括感测电极、对电极和参比电极；在所述感测电极和所述参比电极之间施加偏置电压；使所述环境气体与多孔感测电极接触；允许所述环境气体扩散通过所述感测电极以接触所述电解质；响应于在所述感测电极的表面区域处的所述环境气体与所述电解质之间的反应而在所述感测电极与所述对电极之间产生电流；以及基于所述电流检测所述环境气体中存在的氯乙烯的体积。