[发明专利]一种钢筋锈蚀监测用长效参比电极及其制备方法

权利要求书

1.一种钢筋锈蚀监测用长效参比电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)在金属泡沫上沉积二氧化锰，随后将二氧化锰部分还原为MnOOH，获得负载MnO₂/MnOOH的金属泡沫；

(2)将多巴胺通过自氧化聚合在负载MnO₂/MnOOH的金属泡沫表面生成聚多巴胺，将聚多巴胺碳化，获得MnO₂/MnOOH/碳纳米粒子复合电极；

(3)将复合电极引出导线，封装电极，即可获得长效参比电极。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述沉积为电化学沉积或水热法沉积，所述部分还原是指1-10％的二氧化锰还原为MnOOH。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述电化学沉积为以硫酸锰和硫酸为电解液，金属泡沫为工作电极，带有盐桥的饱和甘汞电极为参比电极，铂片为辅助电极，沉积电流密度为5-10mA/cm²，沉积时间12-18h，沉积温度为70-90℃，所述电解液中硫酸锰浓度为1-2mol/L、硫酸浓度为0.3-0.6mol/L，溶剂为去离子水。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述水热法沉积为将金属泡沫浸入水热前驱体溶液中水热12-24h，水热温度为90-100℃，所述水热前驱体溶液为过硫酸铵和硫酸锰的混合溶液，所述过硫酸铵和所述硫酸锰的摩尔比例为1：1。

5.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述还原为H₂热还原法，所述H₂热还原法为在管式炉中通过H₂气氛，500℃-600℃反应3-5h。

6.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述自氧化聚合为将所述负载MnO₂/MnOOH的金属泡沫浸入含有多巴胺单体的缓冲溶液中，在20-30℃反应24-72h，反应结束后取出金属泡沫真空干燥。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述缓冲溶液为Tris-HCl缓冲溶液，多巴胺含量为0.01-0.02g/ml，所述真空干燥的温度为50-60℃；所述碳化为在氮气气氛保护下，在650-800℃下碳化2-4h。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述封装为将复合电极表面涂覆凝胶电解质材料，然后将复合电极卷成圆筒状，一端与导线电连接，最后通过环氧树脂和绝缘材料进行封装；所述凝胶电解质材料为 聚丙烯酸钠、聚乙二醇、聚甲基纤维素钠、聚乙烯醇中的一种或多种的混合，所述绝缘材料为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚氯乙烯(PVC)、聚四氟乙烯(PTFE)中的一种。

9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述金属泡沫为泡沫镍、泡沫钛、泡沫镍钛、泡沫铝、泡沫铜、泡沫镍铝中的一中。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述金属泡沫沉积前进行了预处理，所述预处理为将金属泡沫置于丙酮或甲苯溶液中，超声去除表面有机油脂，再将其置于盐酸溶液中，超声去除表面氧化物。

11.一种钢筋锈蚀监测用长效参比电极，其特征在于，根据权利要求1-10任一项所述的制备方法制备而成。