[发明专利]用于批量电化学聚合的柔性装置

说明书

本公开提供了一种用于批量电化学聚合的柔性装置，包括：电解液槽、柱状微架构、柔性电极阵列和工作电极单元；电解液槽开设于基底上；柱状微架构嵌设在基底上，柱状微架构第一端延伸至所述电解液槽内，所述柱状微架构第二端延伸至所述基底外部；柔性电极阵列与所述柱状微架构第二端相连；工作电极单元穿设于所述电解液槽内的电解液中，且嵌设在所述基底上，所述工作电极单元延伸至所述基底外部的一端通过导线与外围设备进行连接；在外部压力作用下，所述柔性电极阵列和待修饰工作电极的导电接口连接。

技术领域

本公开涉及电化学领域，尤其涉及一种用于批量电化学聚合的柔性装置。

背景技术

电化学聚合作为一种成本效益高且易于使用的制备导电聚合物薄膜的方法。电聚合材料具有独特的形态、物理、电子和电化学特性，可适用于各种应用。电聚合是通过在电化学电池中氧化单体，然后在工作电极表面生长聚合物薄膜而引发的，工作电极可以是碳质、金属或导电玻璃材料。由于单体的氧化是电压或电流诱导的，没有使用有毒的氧化剂，该技术确保实时控制生产非常高纯度的导电聚合物薄膜。该薄膜具有优异的电学、电子学、磁性、光学和流变性能。虽然电化学聚合的方法优点很多，但目前批量化得到聚合物多采用化学法直接进行。常用的聚合方法包括化学氧化合成法、电化学合成法等。

化学氧化合成法制备聚苯胺是在酸性条件下用氧化剂使苯胺单体进行氧化聚合。聚合反应发生在装有搅拌器的三口瓶中。首先三口瓶需要进行氮气置换且保护，依次向三口瓶中加入水、盐酸、苯胺，接着边搅拌边滴加氧化剂((NH₄)₂S₂O₃)。在一定的温度下进行聚合反应。反应结束后，将得到的聚合产物过滤，然后用1mol/L的盐酸进行反复洗涤，过滤，一直到滤液为无色为止。再将产物在真空60℃下干燥48小时，从而得到墨绿色的掺杂聚苯胺。在得到纯净的聚苯胺粉末之后，对于工作电极的修饰，还需要进行一系列的混合匀涂工作。

电化学合成聚苯胺的方法是指反应单体和电解质溶液放在电解池当中，用恒电流法，恒电位法或者循环伏安法进行反应，在反应聚合过程中加入阴阳离子的掺杂。大多是在酸性溶液中，加入苯胺单体，在阳极上进行氧化聚合。研究结果表明，虽然化学法合成聚苯胺的方法有很多，但是用电化学方法制备聚苯胺要好于化学法，其控制条件简单，而且合成时间较短、具有环保的特点。但是用电化学合成法制备聚苯胺，纯度高但量少。因此，研究一种电化学批量聚合聚苯胺的方法具有重要的意义。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本公开提供了一种用于批量电化学聚合的柔性装置，基于电化学方法聚合聚苯胺，同时实现多个pH传感器的工作电极修饰，解决了传感器修饰时间成本过高的技术问题。

(二)技术方案

根据本公开的一个方面，提供了一种用于批量电化学聚合的柔性装置，包括：

电解液槽，开设于基底上，

柱状微架构，嵌设在所述基底上，所述柱状微架构第一端延伸至所述电解液槽内，所述柱状微架构第二端延伸至所述基底外部；

柔性电极阵列，与所述柱状微架构第二端相连；

工作电极单元，穿设于所述电解液槽内的电解液中，且嵌设在所述基底上，所述工作电极单元延伸至所述基底外部的一端通过导线与外围设备进行连接；

在外部压力作用下，所述柔性电极阵列和待修饰工作电极的导电接口连接。

在本公开一些实施例中，所述工作电极单元包括：

对电极，沿第一方向穿设于所述电解液槽内的电解液中，且嵌设在所述基底上，所述对电极延伸至所述基底外部的一端通过导线与外围设备进行连接；