电化学一氧化碳传感器电解质研究进展

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电化学气体传感器

电化学气体传感器

电化学气体传感器的研究电化学气体传感器是由膜电极和电解液灌封而成的。

气体浓度信号将电解液分解成阴阳带电离子,通过电极将信号传出。

它的优点是:反映速度快、准确(可用于ppm级),稳定性好、能够定量检测,但寿命较短(大于等于两年)。

它主要适用于毒性气体的检测,目前国际上绝大部分毒气检测采用该类型传感器。

电化学气体传感器的分类电化学气体相当一部分的可燃性的、有毒有害气体都有电化学活性,可以被电化学氧化或者还原。

利用这些反应,可以分辨气体成份、检测气体浓度。

电化学分很多子类:(1)、原电池型气体传感器(也称:加伏尼电池型气体传感器,也有称燃料电池型气体传感器,也有称自发电池型气体传感器),他们的原理行同我们用的干电池,只是,电池的碳锰电极被气体电极替代了。

以氧气传感器为例,氧在阴极被还原,电子通过电流表流到阳极,在那里铅金属被氧化。

电流的大小与氧气的浓度直接相关。

这种传感器可以有效地检测氧气、二氧化硫、氯气等。

(2)、恒定电位电解池型气体传感器,这种传感器用于检测还原性气体非常有效,它的原理与原电池型传感器不一样,它的电化学反应是在电流强制下发生的,是一种真正的库仑分析的传感器。

这种传感器已经成功地用于:一氧化碳、硫化氢、氢气、氨气、肼、等气体的检测之中,是目前有毒有害的主流传感器。

(3)、浓差电池型气体传感器,具有电化学活性的气体在电化学电池的两侧,会自发形成浓差电动势,电动势的大小与气体的浓度有关,这种传感器的成功实例就是汽车用氧气传感器、固体电解质型二氧化碳传感器。

(4)、极限电流型气体传感器,有一种测量氧气浓度的传感器利用电化池中的极限电流与载流子浓度相关的原理制备氧(气)浓度传感器,用于汽车的氧气检测,和钢水中氧浓度检测。

电化学气体传感器是通过检测电流来检测气体的浓度,分为不需供电的电池式以及需要供电的可控电位电解式。

基于电化学原理工作的传感器其最简单的一种型式就是两电极系统。

其工作电极和对电极由一薄层电解液隔开并经由一个很小的电阻联通外电路。

电化学检测技术的新进展

电化学检测技术的新进展

电化学检测技术的新进展随着科学技术的不断发展,电化学检测技术在各个领域的应用也日益广泛。

本文将介绍电化学检测技术的定义和原理,并探讨其在环境监测、生物医药、能源储存和材料分析等领域的新进展。

一、电化学检测技术的定义和原理电化学检测技术是利用电化学方法来测量和分析样品中的化学反应或物理性质的一种技术。

其基本原理是利用电荷转移过程中产生的电流来测量电化学反应的速率和物质浓度。

1. 电化学检测技术的分类电化学检测技术可以分为电位法、电流法和阻抗法等多种分类方法。

其中,电位法主要通过测量电极与电解质界面上的电势差来分析样品中的物质;电流法是通过测量电流的变化来分析和测量样品中的物质浓度;阻抗法则是通过测量交流电路中的电阻和电容来获得样品的电化学信息。

2. 电化学检测技术的基本原理电化学检测技术的基本原理是根据电化学反应中的电子转移和离子传输来测量和分析样品中所含物质的电化学信息。

通过在电解质中放置电极,应用外加电势或电流,观察电极与电解质界面上的电位或电流变化,可以得到目标物质浓度、反应速率等。

二、电化学检测技术在环境监测中的新进展环境监测是电化学检测技术应用的领域之一,其主要目的是监测和评估环境中的有害物质和污染物。

电化学检测技术在环境监测中的新进展主要体现在以下几个方面:1. 无机离子检测电化学检测技术可以通过选择性电极来检测环境中的无机离子,比如重金属离子、氨氮离子等。

近年来,利用新型材料和改进的电极结构,电化学检测技术在无机离子检测方面取得了显著的进展。

2. 有机物污染物检测电化学检测技术在有机物污染物检测方面也有了新的突破。

通过选择性电极和催化剂的应用,可以对有机物污染物进行灵敏和准确的检测,如苯酚、农药等。

3. 环境监测仪器的集成化和便携化近年来,随着微纳技术和电子技术的发展,电化学检测技术的仪器设备越来越趋向于集成化和便携化。

这些小型化的仪器可以更方便地进行现场环境监测,提高监测效率和准确性。

电化学储能技术的研究进展

电化学储能技术的研究进展

电化学储能技术的研究进展简介:电化学储能技术是一种重要的新能源技术,其基本原理是通过电化学反应储存电能,并在需要时将其释放。

电化学储能技术具有高能量密度、快速响应、长寿命和环保等优势,已成为解决清洁能源储存问题的重要手段。

一、锂离子电池技术锂离子电池是目前应用最广泛的电化学储能技术之一。

其优点在于高能量密度、长循环寿命、低自放电率以及充电速度快等。

该技术的研究主要涉及电解质、电极材料、电极结构等方面。

1.电解质电解质是锂离子电池中的主要组成部分。

研究表明,采用高电导率和稳定性的溶液型电解质,可以有效提高锂离子电池的性能,同时也可以降低电解质在长时间使用后的分解、漏液等问题。

2.电极材料电极材料是影响锂离子电池性能的关键因素。

正极材料的选择对电池的能量密度和使用寿命有着重要的影响。

目前,采用的正极材料主要有锂钴酸盐、锂镍酸盐和锂铁酸盐。

负极材料则主要选用碳材料。

3.电极结构电极结构包括电极厚度、孔结构、颗粒大小等方面。

研究表明,适当控制电极结构可以有效提高锂离子电池的性能,延长其使用寿命。

二、钠离子电池技术钠离子电池是近年来发展壮大的电化学储能技术之一,其优点在于成本低廉、钠资源丰富等。

研究表明,钠离子电池与锂离子电池类似,采用的电解液、电极材料等也存在相似之处。

1.电解质钠离子电池的电解质一般采用无水有机溶剂,或是含钠盐的水电解液。

需要注意的是,在含钠盐的水电解液中,可能存在钠离子和水分子发生反应,产生氢气等问题。

2.电极材料钠离子电池的正极材料一般采用钠金属氧化物或是钠盐。

负极材料则选用钨酸铁等金属氧化物。

研究表明,采用钠离子电池所选用的电极材料可以达到良好的电化学性能。

3.电极结构钠离子电池与锂离子电池一样,电极结构的设计也对其性能有重要的影响。

研究表明,适当控制电极结构可以提高钠离子电池的循环性能和功率密度。

三、超级电容器技术超级电容器是一种新型的电化学储能技术,其能量密度相对于传统锂离子电池较低,但功率密度很高。

一氧化碳传感器的分类及其研究现状

一氧化碳传感器的分类及其研究现状

Abs t r a c t :T he s t r uc t u r e s o f f c I u r k i n d s o f e l e c t r o c he mi c a l CO s e n s o r s i n c u r r e n t u s e a r e i n t r o -
中图分类号 : T Q1 5 0 . 5 文献标志码 : A
Cl a s s i ic f a t i o n a n d Cu r r e n t Re s e a r c h e s o f Ca r b o n Mo n o x i d e S e n s o r
s e n s o r s i s g i v e n .T h e c h a r a c t e r i s t i c s a n d a d v a n t a g e s o f v a H o u s C O s e n s o r s a r e d i s c u s s e d i n d e — t a i l .T h e s t u d y i s o f g r e a t s i g n i f i c a n c e f o r t h e r e s e a r c h a n d d e v e l o p me n t o f n e w C O s e n s o r s .
Ke y wo r d s : C O s e n s o r ;s i n g l e c h i p;s o l i d p o l y me r ;me t a l o x i d e;c a t ly a t i c c o mb u s t i o n
众所周知 , 一氧化碳 的主要危害一方面是与人体 内血红蛋白结合 , 使其无法再结合氧而使人中毒 , 严重的可导致 昏迷甚至死亡 ; 另一方面则是与空气混合达到爆炸极限时, 由于电火花或是与某些物体发

电化学一氧化碳传感器TGS5141介绍及其应用

电化学一氧化碳传感器TGS5141介绍及其应用
器或火灾报警器 传感器的小型化和薄型化,可以让 CO 报警器或火灾报警器等产品便于携 带,外观设计更加灵活自如。 前所未有的新用途 轻薄短小的传感器易于结合其他科技,如无线功能、声控功能、摄影机、 空气品质传感器、二氧化碳传感器和自动感应灯,在安全管理方面可以创造 出新的可能性。 具备条形码校准功能且适用浸焊方式,可节省工序并缩短工时*1 每个传感器均备有条型码可读取其灵敏度,不需再以气体进行校准工序。 此外,TGS5141 适用浸焊方式,可大幅降低生产成本。
电化学一氧化碳传感器 TGS5141 介绍及其应用
超小型化实现 让设计产品有更新更广阔的未来 TGS5141 为最新的超小型 CO 传感器,由在电化学 CO 传感器方面有丰硕 成果的“FIGARO”开发而成,以直径 15mm、高 7mm*的轻薄短小尺寸来满足 今后的产品开发需求 * 传感器装在电路板之后的高度 CO 传感器 TGS5141 尺寸仅为 TGS5042 的十分之一
*1 视焊接条件而定,有时可能无法使用浸焊。焊接前请根据实际焊接条 件,确认传感器特性不会受到影响。 一氧化碳传感器 TGS5141 符合以下国际技术标准 *2 TGS5141 已取得 UL2034 零部件认证,使用 TGS5141 的产品申请 UL2034 认证时可免除一年的长期测试。*3 接受 EN50291 测试时不可利用条 型码校准,必须以气体进行校准。 可因急遽又大幅度的温湿度变化 使用场所和用途变的更加广泛 一般的 CO 传感器虽然符合欧洲标准要求的性能,有时却因火灾报警器的
由于 CO 传感器 TGS5141 采用新开发的独特电解质,不需要旧型产品 (TGS5042)的储水槽,装设完成的传感器所占体积大约只有旧型的十分之 一,可大幅缩小产品尺寸。家庭用 CO 报警器的小型化自然不在话下,携带 式 CO 检测器或火灾报警器等安装空间有限的机器也均可使用本产品,用途 相当广泛。 CO 传感器 TGS5141 使用寿命长 近年来,结合烟雾传感器和 CO 传感器的复合型报警器或火灾报警器的需 求越来越高,因此我们开发了与烟雾传感器同样具有十年寿命的传感器。 TGS5141 的催化剂非常优越,保证可使用十年而且由于不设水槽,不用担心 干涸造成寿命减短。有了寿命长达 10 年的 CO 传感器,生活自然更加安心安 全。

电化学能源技术的研究进展

电化学能源技术的研究进展

电化学能源技术的研究进展电化学能源技术是一项关乎人类未来的重要研究领域。

随着现代科技的不断发展,人们对于能源安全和环境保护的需求不断加强,电化学能源技术便应运而生。

它的研究涉及到电化学反应机理、电极材料设计以及系统性能优化等方面,是一个复杂而系统的科学问题。

本文将就电化学能源技术的研究进展作一简单的综述和总结。

首先,电池技术作为电化学能源技术的一个重要分支,近年来取得了长足的进步。

钠离子电池、锂空气电池、钠离子超级电容器等新型电池不断涌现,其具有能量密度高、循环寿命长等优点,在新能源车辆、电子产品以及能量存储领域发挥着重要作用。

其中,钠离子电池已经成为锂离子电池的竞争对手,其钠离子扩散动力学、电解质及电极材料方面的研究仍然面临着一定的挑战。

锂空气电池则有望成为下一代高能量密度电池,但是其电极的劣化和氧化副反应等问题仍然亟待解决。

和电池技术类似的超级电容器技术也在不断进步,其高功率、长寿命以及低成本等优势受到了广泛关注。

其次,光电催化技术是电化学能源技术的另一重要领域。

通过太阳能的转化,光电催化技术可以实现绿色可持续的能源转化和高效的污染物降解,具有重要的应用价值。

其中,钙钛矿材料、半导体材料等各种光电催化材料不断发展,并已经在污染控制、能量转化等领域得到广泛应用。

同时,近年来,一些新型的光电催化材料,如金属有机框架材料、复合纳米材料等也受到研究人员的关注,这些材料具有良好的光电转化性能,并有望在未来的应用中发挥重要作用。

最后,电化学储能技术也是电化学能源技术的重要领域之一。

通过将能量转化成化学能进行存储,电化学储能技术可以实现电网的可调度性和能量的平衡性,是智能电网系统的重要组成部分。

目前,具有高能量储存密度、长循环寿命的电化学储能器件正在不断涌现。

其中,流电池、钒液流电池、锂离子电池等储能器件作为经典的电化学储能技术具有广泛的应用前景。

此外,以氢为能源存储媒介的氢储能技术也因其极高的储能密度、环保性和便携性,被认为是一种非常有前途的电化学能源储存技术。

电化学一氧化碳传感器技术进展

电化学一氧化碳传感器技术进展

电化学一氧化碳传感器技术进展作者:姜思明胡艳来源:《中国新技术新产品》2009年第02期1前言在电化学传感器的关键问题中,传感器的整体结构是产品设计过程中涉及的重要问题,同时传感器整体结构受到电解质材料、形状和性质的制约,所以传感器结构和电解质两方面紧密相关,本文着重从传感器整体结构和电解质两个角度对电化学CO传感器技术进展情况进行概述。

2主要的电化学CO传感器技术2.1整体结构及原理2.1.1 两电极结构最简单的电化学CO传感器是两电极结构的传感器,其结构如图1所示。

传感器由透气膜、过滤层、电解质、工作电极和对电极组成。

透气膜是气体的通道,能够透过CO、O2等气体,但它要防止电解池内的电解液外泄,还要防止电解池外的水汽渗入,因此它需要是一层多孔的疏水性强的塑料薄膜。

过滤层主要靠物理吸附作用吸收空气中的大分子有机物,防止这些物质进入传感器污染电极和影响电解质性能,所以过滤层对延长传感器的使用寿命、稳定传感器的工作状态具有重要作用。

工作电极和对电极上载有对CO催化反应活性高的催化剂,催化剂能加速气体的反应。

通常情形下,气体通过透气膜扩散进入传感器,在工作电极的催化层表面发生氧化反应并产生一定数量的氢离子(H+)和电子, H+离子通过酸性电解质到达对电极,同时电子经由外部的线路到对电极。

在对电极上氧分子发生还原反应获取电子,总的电池反应为CO被氧化生成CO2。

当气体浓度较低时,反应电流与气体浓度成正比,检测外电路的电流可实现气体的检测。

两电极电化学CO传感器的优点是:结构简单易于制造,材料成本低较低。

在较低CO浓度下可实现线性响应和较好的稳定性和可重复性。

由于两电极电化学CO传感器具有上述优点,目前已经在住宅用CO报警器和商业火灾检测方面得到广泛应用。

然而,两电极电化学传感器也有自身难以克服的缺憾,不能满足所有的CO检测需要。

在测量高浓度CO时,由于电极电势的改变,工作电极的催化反应速率可能低于对电极的催化反应速率,造成传感器产生非线性信号的输出。

新型电化学传感器的研究与应用

新型电化学传感器的研究与应用

新型电化学传感器的研究与应用电化学传感器是一种基于电化学反应过程来实现信号转换和检测的传感器。

近年来,新型的电化学传感器普遍得到了越来越广泛的研究和应用。

本文将从电化学传感器的基本原理、新型电化学传感器的种类、新型电化学传感器的研究和应用等方面进行探讨。

电化学传感器的基本原理电化学传感器是一种通过测量电化学反应过程中产生的电流或电势来检测化学物质的质量或浓度的传感器。

它主要由电化学电极、电子传输器和信号转换器三个部分组成。

电化学电极是电化学传感器的核心部分,它能够在化学反应过程中产生电流或电势信号。

电子传输器则是用来传输电极产生的电信号,以促成整个传感器的工作。

信号转换器则是将电信号转换成人类能够识别的物理量,例如电压、电流、频率等等。

基于电化学传感器的原理,传感器能够非常准确和灵敏地检测化学物质的存在并且测量它们的浓度或其他属性。

这种传感器广泛应用于医疗、环保、食品加工、航空航天等领域。

新型电化学传感器的种类在早期的电化学传感器中,大多数传感器是基于氧气、二氧化碳等气体浓度的检测实现的,并且它们需要复杂的电化学操作和仪器。

随着技术的发展,新型的电化学传感器也随之涌现,这些传感器在各个领域中都发挥着重要的作用。

1. 无机电化学传感器无机电化学传感器基于无机化合物或离子的电化学反应,因此它们能够检测出水中的重金属离子、氨气、氰化物等。

无机电化学传感器具有检测灵敏度高、特异性强、反应速度快、抗干扰能力强等优点。

2. 生物传感器生物传感器是一种基于生物技术的传感器,能够检测出特定的生物分子,如蛋白质、核酸、酶等。

生物传感器通常采用酶、抗体等生物体作为生物识别元件,并且它们能够高度灵敏和选择性地检测出化合物浓度。

3. 有机电化学传感器有机电化学传感器的传感元件是基于有机物质的电化学反应,比如,传感器可以检测出溶液中的有机物质浓度、显影剂浓度、污水中有机物浓度等。

这种传感器也具有灵敏度高、响应速度快、特异性强等优点。

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综 述文章编号:1002-1124(2006)07-0034-03 电化学一氧化碳传感器电解质研究进展刘俊东(黑龙江省化工研究院,黑龙江哈尔滨150078) 摘 要:本文对国内外电化学C O 传感器的基本情况进行了简介,重点对电化学C O 传感器电解质的研究和应用情况做了概述,并对未来的发展做了展望。

关键词:电化学;传感器;C O ;电解质中图分类号:T Q15 文献标识码:ADevelopment on electrolyte in carbon monoxide sensorLI U Jun -dong(Heilongjing Provinical Chem ical Engineering Institute ,Harbin 150078,China ) Abstract :The basic in formation of carbon m onoxide electrochemical sens or over w orld was offered 1The researchand application of techniques of electrolyte using in carbon m onoxide electrochemical sens or were summarized 1The tech 2nique future was als o mentioned 1K ey w ords :electrochemical ;sens or ;carbon m onoxide ;electrolyte收稿日期:2006-04-18作者简介:刘俊东(1973-),男,工程师,1996年毕业于黑龙江大学,现从事科研工作。

作为信息摄取和转换的重要手段———传感器正在广泛应用于国民经济各个领域。

近年来一方面由于人们安全意识增强,对环境安全性和生活舒适性要求提高,另一方面由于C O 气体报警受到政府安全法规的推动,国内外对C O 气体传感器的研究与应用发展很快。

目前达到实际应用水平的C O 传感器主要有半导体式和电化学式两种。

半导体C O 传感器从结构上可分为簿膜型元件式、厚膜型气敏元件式;根据加热与否可分为:加热式和常温式两种。

半导体式C O 传感器具有灵敏度高、响应快、测量范围宽、体积小等优点,但是半导体式元件普遍存在在空气中阻值漂移大、功耗较高、加热式元件不是本质安全的等不足,不适于定量测量和制造便携式的设备,限制了半导体式C O 传感器的使用。

相比之下,电化学C O 传感器由于具有灵敏度高、重现性好、功耗低、本质安全等独特的优点,一直受到人们的特别关注。

早在上世纪50年代英国就发明了电化学C O 传感器专利产品;自从1972年Bay 和Blurton 等发表用恒电位电解法测定C O 浓度的报告以来[1],许多国家均开始进行了深入的研究与开发。

目前,国外已经形成多种具有较大生产规模的电化学传感器和各种固定和便携式的探测器和报警器产品,如英国Sixth Sense 公司的EC O -Sure 传感器、德国Drger 的miniPac 检测仪、日本理研计器株式会社研制的C O -82型、C O -7型C O 检测仪,美国BWT echologies 的MI NI MAX 型C O 检测仪。

我国在电化学传感器方面起步较晚,上世纪80年代开始,先后在长春应用化学研究所、西安电子科技大学、北京化工大学等科研院所开展了电化学C O 传感器方面的研究与应用工作,但是由于种种原因至今没有形成具有一定生产规模的产品。

电化学C O 传感器一般是由电极、电解质按照一定的结构组装而成。

电极的制备与性能在国内外有大量的报道[2-6],本文不作详细介绍。

在电化学传感器的关键问题中,传感器性能受到电解质材料、形状和性质的制约,所以本文着重从传感器电解质研究和应用的角度对电化学C O 传感器技术进展情况进行概述。

1 电解质研究进展电解质是电化学传感器电极间的导体,是构成电池的重要成分。

它可以是酸性溶液,也可以是碱性溶液,但必须与气体扩散电极形成较好的电极电位,易产生电化学反应,不出现干扰气体。

电化学Sum 130N o 17 化学工程师Chem ical Engineer 2006年7月C O传感器按照电解质状态又分为液体电解质型、半固态电解质型和固体电解质型。

111 液体电解质和半固态电解质早期的电化学C O传感器采用液体电解质,一般用一定浓度的H2S O4作为电解质,这种传感器体积较大。

由于H2S O4在过于干燥或潮湿的环境中体积有很大的变化,使传感器不能正常工作或因电解质泄露而失效,且不可避免地带来腐蚀、泄露等问题。

为了解决上述问题人们寻求了多种解决办法。

目前达到实用阶段的是采用半固态电解质。

半固态电解质是替代单纯硫酸液体电解质的较广泛应用的一种电解质类型。

半固态电解质是介于液态和固态电解质之间的电解质形式,是将一种亲水性的多孔材料(或称为灯芯材料)浸泡在H2S O4中来形成的,这就要求该材料有很好的耐酸腐蚀性质,如聚苯乙烯磺酸膜、玻璃纤维膜、Nafion膜等。

这些膜具有良好的化学和热稳定性(关于Nafion的性质详见下文固体电解质部分),但是膜内H+的迁移能力却强烈依赖于其含水量,所以一般仍然加入H2S O4溶液,故称这种传感器为半固态传感器,实际上半固态传感器仍然属于液态电解质传感器范畴。

半固态电解质已达到实用水平,英国的Sixth Sense、City等公司的产品中都广泛采用了这种类型的电解质,其产品寿命达到2~5年。

112 固体电解质固体电解质型电解质的研究和开发是最近十几年来C O传感器研究的重点,代表了传感器未来发展的方向。

固体电解质型电化学传感器进一步可分为无机固体电解质、胶体电解质和聚合物固体电解质等类型。

无机固体电解质型传感器主要以无机盐类,如Z rO2、K Ag4I5、K2C O3、LaF3等为固体电解质,加上阴、阳极材料组合而成。

这类传感器在尺寸、价格、灵敏度等方面表现出许多优点,但也存在工作温度高、长期稳定性欠佳、易受其他气体干扰等不足,目前其主要应用于高温环境气体监测领域(如汽车排气系统)。

胶体电解质型[7]是用无机物胶体制作电解质,常见材料是多硅酸钠(Na2O・n SiO2)。

其优点为原料来源广泛,不漏液,但是由于胶体电解质制备工艺上要严格控制硫酸浓度和Na2O・n SiO2中模数n的范围,并且胶体本身不稳定需加入稳定剂,上述因素不易控制,从实用角度讲,胶体电解质的传感器寿命仅为1~2年,所以人们对胶体电解质研究较少。

因此,人们开始转向研制以Nafion膜为代表的质子导体固态高聚物电解质型C O传感器。

电化学固态聚合物电解质型C O传感器以聚合物中的官能基来传导离子,由于能在室温下工作,并且聚合物可按照设计需要通过化学反应进行改性,便于加工。

因此,该类传感器是目前受关注的研究重点之一。

一般所使用的固态聚合物电解质有Nafion[8]、FE O(P olyethylene Oxide)、D ow Sulfonic acid、D ow Car2 boxylic acid等[9,10]。

Nafion[poly(sulphonylfluoride vinyl ether)]是美国DuP ont公司产品,被广泛应用于电解工业和燃料电池领域。

这些研究结果同样适用于电化学传感器的设计。

Nafion是含磺酸基团的亲水聚合物,电荷由聚合物中的结构水的离解出的质子(一般为H+)补充。

由于水分子以水合作用健合在聚合物上,所以聚合物没有宏观可见的水,呈固态。

Nafion的几何尺寸和导电性能与聚合物中含水量紧密相关。

通过将Nafion在水中煮沸可使聚合物获得最大含水量,为每个磺酸基对应22个水分子(即水合数22)。

在饱和水蒸汽中水合数稳定在14;水合数随着环境中湿度的变化而变化。

因为湿度变化时Nafion膜吸收和放出的水是不同的[11,12],所以含有Nafion的传感器受环境湿度影响。

用憎水导电聚合物部分代替亲水Nafion能减小这种不良影响,目前最常见的是聚四氟乙烯与Nafion共聚物,但这种方法不能完全消除该影响。

所以Nafion制备的固体电解质电化学传感器在使用时对空气湿度有一定要求,不能在极端条件下长期工作。

Nafion有不同的表观分子量和膜厚,也有管状、珠状和粉末产品。

制备传感器常用厚度为0117μm 的Nafion117成品膜或用Nafion的醇水溶液蒸发制备的膜。

研究表明电解质的几何结构是影响传感器寿命的关键因素之一[7],由于Nafion产品种类丰富,形态多样,这给传感器的设计带来很多变化,有利于制造出高性能的电化学传感器。

2 展望新材料、燃料电池等领域最新进展可能给电化学一氧化碳传感器的发展注入新的动力。

2002年,以色列特拉维夫大学(T el Aviv Univ1)首先开发成功了一种新的电解质膜用于甲醇燃料电池。

这种电解质膜主要是由聚偏二氟乙(PVDF)和二氧化硅构成。

生产成本方面也要比Nafion低。

Nafion的成本为780美元・m-2,而该大学开发的电解质膜仅为4美元・m-2左右。

多种非Nafion膜的出现,为电化学532006年第7期 刘俊东:电化学一氧化碳传感器电解质研究进展传感器提供了更多电解质的选择,并可能降低传感器成本。

日本可乐丽(K uraray )在“第2届国际氢・燃料电池展”(2006年1月25~27日,东京Big Sight )上,介绍了2006年1月24日发表的新型碳化氢电解质膜的部分材料技术,该膜由碳化氢热可塑树脂制成,引起了与会者的兴趣。

图1给出了国际上引起关注的非Nafion 材料的分子式[13],它们具有不同的优于Nafion 的性质,可能替代Nafion 用于燃料电池和传感器领域。

从原理上,上述材料都有可能用作电化学C O 传感器的电解质膜,这为电化学C O 传感器的发展提供了新的技术途径。

图1 几种非Nafion 膜材料分子式3 结论目前国外C O 传感器的研究和应用达到了很高水平,形成了多系列多品种的产品。

相比之下我国的研究和应用比较滞后,特别在产品开发上亟待加强。

随着中国在世界加工制造业领域地位的不断提高,国内外技术交流的频繁开展,在传感器制备方面的条件正在成熟,加上政府对C O 安全立法的重视和人们对安全的需要,对电化学C O 传感器需求的持续增长,电化学C O 传感器的市场正在不断成熟,相信在几年内我国会出现自己知识产权的电化学C O 传感器产品。

希望本文会对国内C O 传感器产品的开发提供一定的参考。

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