一种GO‑Nafion双层膜修饰的pH、含水量复合传感器及其制备方法与流程

文档序号:11108564阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种GO-Nafion双层膜修饰的pH、含水量复合传感器,其特征在于,包括基底(1)、工作电极(2)、参比电极(3)、电极引线1(4)和电极引线2(5);

所述基底(1)的正面开有两个长方形槽包括第一长方形槽(101)和第二长方形槽(104),所述长方形槽右侧分别开有长槽(102),所述第二长方形槽(104)下侧开有两个直角槽(103);

所述第一长方形槽(101)上制作工作电极(2),所述第二长方形槽(104)上制作参比电极(3),在所述长槽(102)上附电极引线1(4),在直角槽(103)上附电极引线2(5);

在所述电极引线1(4)和电极引线2(5)的末端上制作焊盘(6)。

2.根据权利要求1所述的一种GO-Nafion双层膜修饰的pH、含水量复合传感器,其特征在于,所述基底(1)为厚度1.2mm以上的氧化铝陶瓷材料,基底(1)形状为长1.5cm、宽1cm的长方形,所述第一长方形槽(101)、第二长方形槽(104)、长槽(102)及直角槽(103)开槽深度约2.1μm。

3.根据权利要求1所述的一种GO-Nafion双层膜修饰的pH、含水量复合传感器,其特征在于,所述工作电极(2),通过Cr_1连接层(201)与Ni_1过渡层(202)与基底(1)连接,且所述Cr_1连接层(201)位于Ni_1过渡层(202)的下面;

所述Ni_1过渡层(202)上方依次沉积有Ir层(203)和IrO2层(204),IrO2层(204)表面依次涂覆Nafion_1层(205)和GO_1层(206)。

4.根据权利要求3所述的一种GO-Nafion双层膜修饰的pH、含水量复合传感器,其特征在于,所述Cr_1连接层(201)厚度为50nm,Ni_1过渡层(202)厚度为60nm;所述Ir层(203)厚度为90nm,IrO2层(204)厚度为120nm;所述Nafion_1层(205)厚度为0.8μm,GO_1层(206)厚度为0.6μm。

5.根据权利要求3所述的一种GO-Nafion双层膜修饰的pH、含水量复合传感器,其特征在于,所述参比电极(3),通过Cr_2连接层(301)和Ni_2过渡层(302)与基底(1)连接,且所述Cr_2连接层(301)位于Ni_2过渡层(302)的下面;

所述Ni_2过渡层(302)上方依次沉积有Ag层(303)和AgCl层(304),AgCl层(304)表面依次涂覆Nafion_2层(305)和GO_2层(306)。

6.根据权利要求5所述的一种GO-Nafion双层膜修饰的pH、含水量复合传感器,其特征在于,所述Cr_2连接层(301)厚度为50nm,Ni_2过渡层(302)厚度为60nm;所述Ag层(303)厚度为180nm,AgCl层(304)厚度为33nm;所述Nafion_2层(305)厚度为0.8μm,GO_2层(306)厚度为0.6μm。

7.根据权利要求5所述的一种GO-Nafion双层膜修饰的pH、含水量复合传感器,其特征在于,所述GO_1层(206)和GO_2层(306)表面进行微纳织构加工出圆柱凹坑,所述圆柱凹坑的孔深为60nm,孔径为1.8μm。

8.根据权利要求1所述的一种GO-Nafion双层膜修饰的pH、含水量复合传感器,其特征在于,所述第一长方形槽(101)右侧长槽(102)内的电极引线1(4)通过Cr_1连接层(201)和Ni_1过渡层(202)与基底(1)连接,且所述Cr_1连接层(201)位于Ni_1过渡层(202)的下面;Ni_1过渡层(202)上方依次沉积有Ag层(401)和硅氧树脂层(402),所述Ag层(401)厚度为90nm,硅氧树脂层(402)厚度为1.5μm;

所述第二长方形槽(104)右侧长槽(102)内的电极引线1(4)通过Cr_2连接层(301)和Ni_2过渡层(302)与基底(1)连接,且所述Cr_2连接层(301)位于Ni_2过渡层(302)的下面;Ni_2过渡层(302)上方依次沉积有Ag层(401)和硅氧树脂层(402),所述Ag层(401)厚度为90nm,硅氧树脂层(402)厚度为1.5μm。

9.根据权利要求1所述的一种GO-Nafion双层膜修饰的pH、含水量复合传感器,其特征在于,所述电极引线2(5)通过环氧树脂层(501)与基底(1)连接,环氧树脂层(501)上方依次沉积有Ag层(502)和硅氧树脂层(503),所述环氧树脂层(501)厚度为1.1μm,Ag层(502)厚度为0.6μm,硅氧树脂层(503)厚度为0.2μm。

10.一种制备权利要求1所述一种GO-Nafion双层膜修饰的pH、含水量复合传感器的方法,其特征在于,包括以下步骤:

S1、制作基底(1),选用厚度1.2mm以上的氧化铝陶瓷作为基底(1)材料,基底(1)形状为长方形,且在正面开两个长方形槽;并在长方形槽右侧分别开长槽(102);以及在长方形槽下侧开两个直角槽(103);

S2、制作工作电极(2),通过化学气相沉积法在基底(1)的第一长方形槽(101)沉积Cr_1连接层(201)与Ni_1过渡层(202),然后通过电化学沉积法在Ni_1过度层(202)表面沉积Ir,获得Ir层(203),再通过电沉积法将IrO2沉积在Ir层(203)上面,获得IrO2层(204),然后通过溶胶-凝胶法在IrO2层(204)外表面涂覆Nafion_1层(205),最后通过旋涂法在Nafion_1层(205)表面涂得均匀分布的GO_1层(206);

S3、制作参比电极(3),通过化学气相沉积法在基底(1)的第二长方形槽(104)沉积Cr_2连接层(301)与Ni_2过度层(302),然后通过电化学沉积法在Ni_2过度层(302)表面沉积Ag,获得Ag层(303),然后进行热处理,提高Ag层的机械力,再将FeCl3溶液滴在Ag层(303)表面,从而在Ag层(303)表面生成AgCl层(304),再通过溶胶-凝胶法在AgCl层(304)外表面涂覆Nafion_2层(305),最后通过旋涂法在Nafion_2层(305)表面涂得均匀分布的GO_2层(306);

S4、制作微纳织构亲水表面,通过超微激光加工技术在GO_1层(206)和GO_2层(306)表面加工出圆柱凹坑;

S5、制作电极引线1(4),通过化学气相沉积法在基底(1)的第一长方形槽(101)右侧长槽(102)内沉积Cr_1连接层(201)和Ni_1过渡层(202),然后通过电化学沉积法在Ni_2过度层(302)表面沉积Ag,获得Ag层(401),最后通过旋涂法在Ag层(403)表面涂覆获得硅氧树脂层(402);

通过化学气相沉积法在基底(1)的第二长方形槽(104)右侧长槽(102)内上沉积Cr_2连接层(301)与Ni_2过度层(302),然后通过电化学沉积法在Ni_2过度层(302)表面沉积Ag,获得Ag层(401),最后通过旋涂法在Ag层(403)表面涂覆获得硅氧树脂层(402);

S6、制作电极引线2(5),通过化学气相沉积法在基底(1)的直角槽(103)上沉积环氧树脂层(501),然后通过电化学沉积法在环氧树脂层(501)表面沉积Ag,获得Ag层(502),最后通过旋涂法在Ag层(502)表面涂覆获得硅氧树脂层(503)。

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