本申請(qǐng)為申請(qǐng)日2015-9-22、申請(qǐng)?zhí)?015106094420、發(fā)明名稱(chēng)一種用于電化學(xué)氧氣傳感器敏感材料的制備及應(yīng)用的分案申請(qǐng)

本發(fā)明屬于電化學(xué)材料技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及到一種電化學(xué)氧氣傳感器材料的應(yīng)用。

背景技術(shù)：

電化學(xué)原理的氧氣傳感器具有靈敏度高、選擇性好的優(yōu)點(diǎn)，但是氧氣的敏感材料決定了氧氣傳感器的性能，如在工業(yè)及安防報(bào)警器中需要提高氧氣還原的效率，縮短對(duì)氧氣相應(yīng)的時(shí)間。而大部分敏感材料在酸性電解質(zhì)中長(zhǎng)期工作會(huì)失效，造成氧氣傳感器的誤報(bào)和錯(cuò)報(bào)。

貴金屬在氧氣電催化領(lǐng)域是眾所周知的，特別是鉑系的電催化劑普遍地應(yīng)用到氧氣氣體擴(kuò)散電極結(jié)構(gòu)中，且應(yīng)用到酸性電解質(zhì)的商業(yè)化具有極其重要的作用，但面臨這種腐蝕性的環(huán)境，傳感器的穩(wěn)定性方面存在一定的局限性。因此現(xiàn)有技術(shù)當(dāng)中亟需要一種新型的技術(shù)方案來(lái)解決這一問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：提供一種用于電化學(xué)氧氣傳感器敏感材料的應(yīng)用，在酸性電解質(zhì)的條件下，其新穎組成的敏感材料結(jié)合在氧氣氣體擴(kuò)散電極中更有活性，且更穩(wěn)定，并能提供檢測(cè)、報(bào)警信號(hào)。

一種用于電化學(xué)氧氣傳感器敏感材料的應(yīng)用，其特征是：一種用于電化學(xué)氧氣傳感器敏感材料應(yīng)用于氧氣傳感器，所述敏感材料包括一種或一種以上負(fù)載在導(dǎo)電碳上的貴金屬敏感材料、無(wú)機(jī)添加劑以及一種或一種以上金屬氧化物的添加劑添加部分；所述氧氣傳感器包括兩個(gè)或兩個(gè)以上與酸性電解液接觸的電極。

所述電極包括金屬鉑pt、釕ru、銥ir、金au、鈀pd、或銀ag，選自鉑pt、釕ru、銥ir、金au、鈀pd、或銀ag的金屬氧化物，以及所述金屬及金屬氧化物的混合物，或碳黑、石墨、碳納米管、碳纖維、活性炭及它們的混合物。

所述電極中敏感材料的添加劑的含量為10％～15％。

所述一種或一種以上金屬氧化物的添加劑添加部分的含量為5％～10％。

通過(guò)上述設(shè)計(jì)方案，本發(fā)明可以帶來(lái)如下有益效果：一種用于電化學(xué)氧氣傳感器敏感材料的應(yīng)用，在酸性電解質(zhì)的條件下，其新穎組成的敏感材料結(jié)合在氧氣氣體擴(kuò)散電極中更有活性，且更穩(wěn)定，并能提供檢測(cè)、報(bào)警信號(hào)。采用碳、炭黑、石墨、碳納米管、碳纖維、活性炭及它們的混合物作為導(dǎo)電載體，具有較高的比面積、導(dǎo)電性以及合適的孔隙率。

附圖說(shuō)明

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明：

圖1為本發(fā)明一種用于電化學(xué)氧氣傳感器敏感材料的制備方法流程示意框圖。

具體實(shí)施方式

一種用于電化學(xué)氧氣傳感器敏感材料的制備方法，如圖1所示，包括以下步驟，

步驟一、取250ml貴金屬前軀體鹽溶液、400mg導(dǎo)電載體，將400mg的導(dǎo)電載體分散至250ml的貴金屬前軀體鹽溶液中，持續(xù)攪拌，并加入100mg浸漬液；

步驟二、在15℃～30℃的條件下，向所述步驟一的混合液中加入100mg浸漬液，浸漬液的濃度為10mg/m，同時(shí)加入堿性溶液，將溶液的ph值調(diào)節(jié)至10～11，獲得負(fù)載的貴金屬物質(zhì)靜溶液；

步驟三、將所述步驟二獲得負(fù)載的貴金屬物質(zhì)靜溶液進(jìn)行離心，轉(zhuǎn)速為4000rmp，采用去離子水洗滌，洗滌至檢測(cè)氯離子含量為0，并在真空的條件下，干燥4h，獲得干燥粉末，即獲得電化學(xué)氧氣傳感器的敏感材料。

一種用于電化學(xué)氧氣傳感器敏感材料應(yīng)用于氧氣傳感器，所述敏感材料包括一種或一種以上負(fù)載在導(dǎo)電碳上的貴金屬敏感材料、無(wú)機(jī)添加劑以及一種或一種以上金屬氧化物的添加劑添加部分；所述氧氣傳感器包括兩個(gè)或兩個(gè)以上與酸性電解液接觸的電極。

所述導(dǎo)電載體為碳、炭黑、石墨、碳納米管、碳纖維、活性炭及它們的混合物；所述導(dǎo)電載體具有較高的導(dǎo)電性；所述導(dǎo)電載體具有合適的孔隙率。所述導(dǎo)電載體具有較高的比表面積。例如cabotcorpvulcanxc-72，特別適合于此范圍。

所述浸漬液為強(qiáng)還原劑，且還原電位小于0.13v/she。作為還原劑，優(yōu)選硼氫化鈉，但是其他適合的還原劑包括硼氫化鋰、硼氫化鉀、肼、甲醛和金屬鋁、鋅等。

所述浸漬液的濃度為10mg/ml～50mg/ml。

在一方面中，電化學(xué)氧氣傳感器的敏感材料，包括：所述的氧氣傳感器例如可以包括至少兩個(gè)與酸性電解液接觸的電極。

包含至少一種貴金屬的敏感材料，所述敏感材料包含至少一種負(fù)載在導(dǎo)電碳上的貴金屬敏感材料，至少包括無(wú)機(jī)添加劑或至少一種金屬氧化物的添加劑添加部分。

所述電極例如可包括選自pt、ru、ir、au、pd、或ag的金屬；

選自pt、ru、ir、au、pd、或ag的金屬的氧化物；這種金屬和/或金屬氧化物的混合物；或者碳，選自炭黑、石墨、碳納米管、碳纖維、活性炭及它們的混合物。

所述電極添加劑部分例如可以以0.1至15％的量存在。當(dāng)存在時(shí)，一種或多種金屬氧化的添加劑可以以0.05至10％的量存在。

實(shí)施例1：

將400mg的cabotcorpvulcanxc-72活性炭，分散到250ml氯鉑酸，攪拌下加入硼氫化鈉100mg，使去離子水中硼氫化鈉的濃度為10mg/ml。反應(yīng)體系溫度控制在室溫。溶液的ph值通過(guò)氨水調(diào)節(jié)到10～11的范圍。最后，將產(chǎn)物離心，洗滌，真空干燥4h即制得敏感材料。平均粒徑為20nm。

實(shí)施例2：

將400mg的cabotcorpvulcanxc-72活性炭，分散到250ml氯化釕溶液中，攪拌下加入硼氫化鈉100mg，使去離子水中硼氫化鈉的濃度為10mg/ml。反應(yīng)體系溫度控制在室溫。溶液的ph值通過(guò)氨水調(diào)節(jié)到10～11的范圍。最后，將產(chǎn)物離心，洗滌，真空干燥4h，粉末研磨均勻，放置到表面皿上，置于馬弗爐里，300度煅燒12小時(shí)。即制得到負(fù)載的氧化釕。將上述的材料研磨分散到敏感材料。分散到250ml氯鉑酸，攪拌下加入硼氫化鈉100mg，使去離子水中硼氫化鈉的濃度為10mg/ml。反應(yīng)體系溫度控制在室溫。溶液的ph值通過(guò)氨水調(diào)節(jié)到10～11的范圍。最后，將產(chǎn)物離心，洗滌，真空干燥4h即制得敏感材料。

實(shí)施例3：

將400mg的多壁納米碳管，分散到250ml氯化釕溶液中，攪拌下加入硼氫化鈉250mg，使去離子水中硼氫化鈉的濃度為25mg/ml。反應(yīng)體系溫度控制在室溫。溶液的ph值通過(guò)氨水調(diào)節(jié)到10～11的范圍。最后，將產(chǎn)物離心，洗滌，真空干燥4h，粉末研磨均勻，放置到表面皿上，置于馬弗爐里，300度煅燒12小時(shí)。即制得到負(fù)載的氧化釕。將上述的材料研磨分散到敏感材料。分散到250ml氯鉑酸，攪拌下加入硼氫化鈉100mg，

使去離子水中硼氫化鈉的濃度為10mg/ml。反應(yīng)體系溫度控制在室溫。溶液的ph值通過(guò)氨水調(diào)節(jié)到10～11的范圍。最后，將產(chǎn)物離心，洗滌，真空干燥4h即制得敏感材料。

本發(fā)明一種用于電化學(xué)氧氣傳感器敏感材料的制備方法獲得的敏感材料可以是pt、ru、ir、au、pd、或ag的金屬，或選自pt、ru、ir、au、pd、或ag的金屬的氧化物，以及這種金屬或金屬氧化物的混合物。敏感材料是將有活性的金屬及其氧化物添加劑選擇性的分散在碳基材料的表面上，得到的是碳基材料負(fù)載的催化劑。其特征在于減少貴金屬的載量。