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本實用新型涉及電化學傳感器技術領域，具體涉及一種電化學氨氣傳感器。

背景技術：

氨氣是一種工業(yè)應用廣泛的有毒氣體，無色，有刺激性的惡臭，它對動物或人體的上呼吸道有刺激和腐蝕作用，而且是一種吸附性很強的氣體，常被吸附于皮膚和眼結膜上，從而產生刺激和炎癥。人若吸入700mg/m3持續(xù)300分鐘，即導致中毒，若吸入1750～4000mg/m3可危及生命。由于氨氣對涉氨領域作業(yè)人員的安全會造成威脅，需要在現場設置氨氣檢測儀來保障作業(yè)人員的生命安全。

目前檢測氨氣的氨氣檢測儀多使用氣敏傳感器，主要有金屬半導體傳感器、電化學傳感器、導電高聚物傳感器、納米材料傳感器等。電化學氨氣檢測儀因為其攜帶方便、操作簡單、成本低、可現場直接好連續(xù)監(jiān)測等優(yōu)點而備受關注。電化學氨氣傳感器主要分為電位型、直接電流型和電容型三大類，是通過檢測電極在通過氨氣前后電位及電流的變化來確定氨氣的濃度，從而起到定性或定量檢測報警的功能。

電化學氨氣檢測儀的核心部件是氨氣傳感器，而傳感器的核心部件是電極。目前，電化學氨氣傳感器電極的制備方法使用較多的是電化學沉積法和絲網印刷法。化學沉積法制備的電極含有較多的雜質，傳感器的信號不穩(wěn)定。傳統絲網印刷法制備的電極，由于氣體只在電極表面發(fā)生反應，很難擴散到內部形成高活性的氣液固三相界面，因此造成催化劑的浪費，靈敏度和響應速度的劇烈下降。

技術實現要素：

為克服現有技術的不足，本實用新型提出一種電化學氨氣傳感器，其合成工藝簡單，成本低，縮短了材料的制備時間和制備成本，提高貴金屬催化材料的利用率、工作電極的孔隙率、合適孔徑、高導電率、高電化學活性，并且得到高穩(wěn)定性的多孔電化學氨氣傳感器工作電極的制造工藝，并提高了催化層與疏水透氣膜的粘合度。從而大大提高了對氨氣的靈敏度和響應速度。

為實現上述目的，本實用新型的一種電化學氨氣傳感器，包括殼體，殼體頂部開口，殼體開口上設有蓋子，蓋子上設有供外部氣體進入殼體的氣體擴散進氣孔，殼體內設有聚四氟乙烯支撐孔板，聚四氟乙烯支撐孔板與殼體底部之間設有內置腔室，內置腔室內填充有電解液，殼體內由蓋子向聚四氟乙烯支撐孔板方向依次層疊設置有工作電極、參比電極和對電極，工作電極、參比電極和對電極均為多孔電極，工作電極和參比電極之間設有分離層一，參比電極和對電極之間設有分離層二，殼體底部設有分別與工作電極、參比電極和對電極連接的電極引腳。

進一步地，蓋子背離殼體的一面設有第一氣體擴散控制層，蓋子朝向殼體的一面設有第二氣體擴散控制層。

進一步地，內置腔室內設有脫脂棉保液球，脫脂棉保液球上設有與聚四氟乙烯支撐孔板相連的燈芯棉條，聚四氟乙烯支撐孔板上設有連通孔。

進一步地，分離層一包括全片四級定性濾紙片，分離層二包括貼近參比電極的圓形四級定性濾紙片和貼近對電極的中心孔四級定性濾紙片，所述參比電極中部設有通孔。

綜上所述，本實用新型的一種電化學氨氣傳感器，其電極合成工藝簡單，成本低，縮短了材料的制備時間和制備成本液化氣檢測儀，提高貴金屬催化材料的利用率、工作電極的孔隙率、合適孔徑、高導電率、高電化學活性，并且得到高穩(wěn)定性的多孔電化學氨氣傳感器工作電極的制造工藝，并提高了催化層與疏水透氣膜的粘合度。從而大大提高了對氨氣的靈敏度和響應速度。

附圖說明

下面結合附圖對本實用新型作進一步描寫和闡述。

圖1是本實用新型首選實施方式的一種電化學氨氣傳感器的剖視圖；

圖2是根據本實用新型的實施例2方法制備多孔電化學氨氣傳感器(1～100ppm)區(qū)別于無造孔劑的線性曲線結果圖；

圖3根據本實用新型的實施例2方法制備多孔電化學氨氣傳感器的區(qū)別于無造孔劑電極的響應曲線圖。

附圖標記：1、殼體；2、蓋子；21、第一氣體擴散控制層；22、氣體擴散進氣孔；23、第二氣體擴散控制層；3、聚四氟乙烯支撐孔板；4、內置腔室；41、脫脂棉保液球；42、燈芯棉條；51、工作電極；52、參比電極；53、對電極；6、電極引腳；71、全片四級定性過濾紙片；72、圓形四級定性濾紙片；73、中心孔四級定性濾紙片。

具體實施方式

下面將結合附圖、通過對本實用新型的優(yōu)選實施方式的描述，更加清楚、完整地闡述本實用新型的技術方案。

實施例1，一種電化學氨氣傳感器，如圖1所示，包括殼體1，殼體1頂部開口，殼體1開口上設有蓋子2。蓋子2上設有供外部氣體進入殼體1的氣體擴散進氣孔22，蓋子2背離殼體1的一面設有第一氣體擴散控制層21，蓋子2朝向殼體1的一面設有第二氣體擴散控制層23。通過三層擴散限制使氣體有限的且比例一致的進入傳感器，達到對氨氣的選擇性檢測。

殼體1內設有聚四氟乙烯支撐孔板3，聚四氟乙烯支撐孔板3中部具有連通孔。聚四氟乙烯支撐孔板3和殼體1底部之間設有內置腔室4，內置腔室4內填充有電解質硫化氫報警器，殼體1內由蓋子2向聚四氟乙烯支撐孔板3方向依次層疊設置有工作電極51、參比電極52和對電極53，工作電極51、參比電極52和對電極53均采用多孔電極。殼體1底部設有分別與工作電極51、參比電極52和對電極53連接的電極引腳6。

工作電極51和參比電極52之間設有分離層一，參比電極52和對電極53之間設有分離層二，分離層一包括四級定性濾紙片，分離層二包括貼近參比電極52的圓形四級定性濾紙片72和貼近對電極53的中心孔四級定性濾紙片73。

內置腔室4內設有脫脂棉保液球41，脫脂棉保液球41上設有與聚四氟乙烯支撐孔板3相連的燈芯棉條42，脫脂棉保液球41通過孔道放置到內置腔室4中氨氣檢測儀中傳感器，形成電解液傳輸的通道。電化學催化反應在工作電極51和電解液層，三相界面處發(fā)生反應，在工作電極51和對電極53之間產生微電流，通過外部電路的放大器顯示出相應的電流值信號，氨氣的濃度值與電流信號值的大小成線性對應關系，從而檢測氨氣的濃度。

實施例2，一種電化學氨氣傳感器的多孔電極的制備，包括如下步驟：

s1：稱取造孔劑1g(乙二醇0.5g，碳酸氫鈉0.5g)，在攪拌的情況下加入到混合分散液(氮甲基吡咯烷酮:丙醇＝5:1)中，待造孔劑完全溶解后，加入0.5g聚偏氟乙烯乳液和聚偏氟乙烯粉末于上述的混合溶液中。待多聚物完全溶解后，加入2g的pt-ir/c貴金屬催化劑，抽氣，在-0.5mpa的負壓條件下氨氣檢測儀中傳感器，攪拌時間12h后，制備得到多孔電化學氨氣傳感器工作電極的電極漿料。

s2：步驟(2):通過滾涂的方式將上述所得到的電極漿料固定在多孔的電極膜片上，此膜主要成分為聚偏二氟乙烯。

s3：將制得的含造孔劑的電極膜片至于烘箱中進行干燥處理，干燥處理分兩步。先在真空干燥箱中55℃低溫烘干60min。轉移到鼓風干燥箱中進行二次烘干，在60℃條件下鼓風烘干30min，然后階梯升溫至85℃氨氣檢測儀中傳感器，繼續(xù)鼓風烘干90min。停止電源，使電極膜片在鼓風干燥箱中自然冷卻至室溫。

s4：裁剪膜片，按照現有公開的專利技術組裝成電化學氨氣傳感器。

實施例3，一種電化學氨氣傳感器的多孔電極的制備，包括如下步驟：

s1：稱取造孔劑1g(聚乙二醇0.5g，草酸銨0.5g)，在攪拌的情況下加入到混合分散液(氮甲基吡咯烷酮:丙醇＝10:1)中，待造孔劑完全溶解后，加入0.5g聚偏氟乙烯粉末和聚甲基丙烯酸于上述的混合溶液中。待多聚物完全溶解后，加入2g的pd/c貴金屬催化劑，抽氣，在-0.6mpa的負壓條件下，攪拌時間18h后，制備得到多孔電化學氨氣傳感器工作電極的電極漿料。

s2：步驟(2):通過滾涂的方式將上述所得到的電極漿料固定在多孔的電極膜片上，此膜主要成分為聚偏二氟乙烯。

s3：將制得的含造孔劑的電極膜片至于烘箱中進行干燥處理，干燥處理分兩步。先在真空干燥箱中60℃低溫烘干60min。轉移到鼓風干燥箱中進行二次烘干，首先在60℃條件下鼓風烘干30min，然后階梯升溫至85℃，繼續(xù)鼓風烘干90min。停止電源，使電極膜片在鼓風干燥箱中自然冷卻至室溫。

s4：裁剪膜片，按照現有公開的專利技術組裝成電化學氨氣傳感器。

參考圖2和圖3，明顯可見，添加造孔劑后的檢測結果靈敏度高，響應度快。

本實用新型的一種電化學氨氣傳感器，其電極合成工藝簡單，成本低，縮短了材料的制備時間和制備成本，提高貴金屬催化材料的利用率、工作電極的孔隙率、合適孔徑、高導電率、高電化學活性，并且得到高穩(wěn)定性的多孔電化學氨氣傳感器工作電極的制造工藝，并提高了催化層與疏水透氣膜的粘合度。從而大大提高了對氨氣的靈敏度和響應速度。

上述具體實施方式僅僅對本實用新型的優(yōu)選實施方式進行描述，而并非對本實用新型的保護范圍進行限定。在不脫離本實用新型設計構思和精神范疇的前提下，本領域的普通技術人員根據本實用新型所提供的文字描述、附圖對本實用新型的技術方案所作出的各種變形、替代和改進，均應屬于本實用新型的保護范疇。本實用新型的保護范圍由權利要求確定。

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