[发明专利]一种响应快速的酸性电解质氧传感器催化电极及制备方法

权利要求书

1.一种响应快速的酸性电解质氧传感器催化电极，其特征在于，包括由上到下依次贴合的内O型圈、催化电极片、防水透气膜和外O型圈，所述内O型圈、催化电极片、防水透气膜和外O型圈通过粘合剂粘合成片，所述催化电极片包括电极基膜和催化电极层，所述催化电极层设置在电极基膜接近内O型圈的一面，所述催化电极层接触氧传感器内的酸性电解质，所述第二防水透气层接触环境中的待测气体。

2.根据权利要求1所述的一种响应快速的酸性电解质氧传感器催化电极，其特征在于，所述内O型圈和外O型圈的厚度为1.8mm～2mm，所述电极基膜和防水透气膜的厚度为0.18mm～0.25mm，所述催化电极层的厚度为8μm～20μm。

3.根据权利要求1所述的一种响应快速的酸性电解质氧传感器催化电极，其特征在于，所述催化电极片上开有小孔，所述小孔的直径为1mm、1.5mm或2mm，直径1mm的所述小孔的数量为30个，直径1.5mm的所述小孔的数量为15个，直径2mm的所述小孔的数量为10个。

4.根据权利要求1所述的一种响应快速的酸性电解质氧传感器催化电极，其特征在于，所述电极基膜和防水透气膜采用膨体聚四氟乙烯膜、聚偏二氟乙烯膜或聚全氟乙丙烯膜中的至少一种；

所述膨体聚四氟乙烯膜的透气量为500ml/min～700ml/min，所述膨体聚四氟乙烯膜内部孔道结构趋于竖向直通结构，且孔道间距较宽，气体较容易通过；

所述聚偏二氟乙烯膜的透气量为75ml/min～150ml/min，所述聚偏二氟乙烯膜内部孔道结构趋于不规则的复杂的弯道结构，且孔道间距较窄，气体不易通过；

所述聚全氟乙丙烯膜的透气量为5ml/min～10ml/min，所述聚全氟乙丙烯膜的内部孔道结构趋于连续性的致密的微孔结构，孔道间距最窄，气体较难通过。

5.根据权利要求1-4任一项所述一种响应快速的酸性电解质氧传感器催化电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将电极基膜切成小片，使用无水乙醇超声清洗30min，然后烘干；

S2：用去离子水清洗烘干后的电极基膜，清洗3次，每次30s；

S3：清洗后的电极基膜在50℃下真空干燥，制得洁净的电极基膜备用；

S4：取粘结剂和高纯贵金属粉末在50℃烘箱中分别干燥30min～60min备用；

S5：取少量有机溶剂，与粘结剂混合，磁力搅拌30min至得到无色透明的油状混合液体，再加入不同目数的高纯贵金属粉末继续磁力搅拌12h至得到分散均匀的混合浆液，即制成由有机溶剂、粘结剂、高纯贵金属粉末组成的催化电极混合液；

S6：取催化电极混合液涂覆在干燥洁净的电极基膜上，将涂覆有催化电极混合液的电极基膜水平放入烘箱中，烘干制得催化电极片；

S7：将干燥的催化电极片取出，夹于两片洁净的称量纸中间，用辊压机进行循环多次匀速辊压，得到表面均一平整的催化电极片，将催化电极片表面进行密集打孔，增大电极片中活性物质的暴露面积，得到成品催化电极片；

S8：将内O型圈、催化电极片、防水透气膜和外O型圈依次粘合装配，得到成品催化电极。

6.根据权利要求5所述的一种响应快速的酸性电解质氧传感器催化电极的制备方法，其特征在于，在步骤S4中，所述粘结剂为聚偏二氟乙烯、聚氯乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯、聚丁烯中的一种或任意几种。

7.根据权利要求5所述的一种响应快速的酸性电解质氧传感器催化电极的制备方法，其特征在于，在步骤S4中，所述高纯贵金属粉末为金粉、银粉、铂粉或钯粉，所述高纯贵金属粉末的粒径为200、400、1000或2000目。

8.根据权利要求5所述的一种响应快速的酸性电解质氧传感器催化电极的制备方法，其特征在于，在步骤S5中，所述有机溶剂采用1-甲基-2-吡咯烷酮，所述有机溶剂与粘结剂的质量比为30:1～300:1，所述粘结剂与高纯贵金属粉末的质量比为1:1～10:1。