专利名称:能分辨低碳原子数的醇醛分子的电池型传感器的制作方法
本发明属于电化学反应装置。
仪器仪表自动化和小型化的发展趋势，对多种类型传感器的要求越来越高。电池型传感器由于具有反应速度快、能直接输出电讯号等优点正日益受到人们关注。英国已有商品SD-2型乙醇燃料电池用来测定饮酒者呼吸气体中酒精含量，国内近年也有酒敏器出现，但都有检测灵敏度较低及对汽油敏感等缺点。这类乙醇探测器的核心是对乙醇敏感的气体扩散电极，其制备方法未见报导。对于属于半导体传感器类的不能分辨低碳原子数分子和高碳原子数分子的气体传感器，虽研究成功也不便于推广使用。
本发明的目的在于提供一种区别于上述已有的传感器，其特征是能灵敏准确地分辨低碳原子数的醇醛分子。当被测气体中含有乙醇、汽油和二氧化碳时，该传感器只对乙醇敏感而对另外二种气体不敏感。利用传感器的这种特性用于公路交通管理部门作为检测司机酒后开车的饮酒检测器;当环境中除了乙醇和汽油外，还存在如硫化氢、氨气、一氧化碳等污染气体时，利用传感器对乙醇气体敏感而对碳原子数大于4的可燃性气体和有毒气体敏感性差这一特性，可用于汽车驾驶室自动点火开关装置。
本发明所述电池型气体传感器的结构如附图所示。图中1-电池活性气体入口;2-气体出口;3-阳极催化层;4-阳极电讯号引出线;5-阴极电讯号引出线;6-隔膜;7-阴极催化层;A-阳极室;B-阴极室。
该传感器的工作原理是当被测气体进入阳极室(A)时，由于电催化剂的作用，使活性气体和空气中的氧分别在隔膜(6)两边的阳极催化层(3)和阴极催化层(7)上进行电化学反应，反应同时输出电讯号供分析检测，输出电讯号的数值正比于被测气体中活性气体的含量。
本发明的要点是采用特殊方法处理的含有铂金和黄金混合催化剂的气体反应电极，这种电极是经过下述步骤制备的选用化学纯氯铂酸和三氯化金作电极催化剂原料，按铂∶金＝100∶1.8的比例配成5毫克/毫升水的含铂溶液，将此溶液降至5℃左右，然后用等当量的硼氢化钾添加还原，使铂和金沉淀出来，再加入过量硼氢化钾，使铂充分沉淀。此溶液放置4小时后开始用蒸馏水洗涤氯离子，共洗15次，历时7～10天。洗净的铂金和黄金黑在加热条件下充分搅拌使其成糊状，用排笔涂在ML-6型聚氯乙烯隔膜上，重复二次。吸去多余的水份后在0.4吨/平方厘米压力下冷压一次，把压好的电极分别放入硫酸溶液中活化。电极从硫酸溶液中取出后，吸去隔膜中的硫酸，用热蒸馏水洗三次，最后一次将蒸馏水加热至沸腾，洗毕后将电极整平。电极片在干燥滤纸上，采用吸滤加60%磷酸，吸滤三次，最后一次待硫酸快要吸干但又没有完全吸干的状况下，将电极置于培养皿中放置三天。三天后视电极干湿状态添加或者吸取磷酸。把经上述步骤处理的电极置于正负极引线之间，压紧盖板后将引线和盖板分别密封即组成电池型气体传感器。
发明人将所述传感器用在JQ-1型饮酒检测器上取得成功。实验室和现场检测结果表明，该传感器在灵敏度、测量精度、使用温度范围、温度系数以及寿命衰退等指标具有领先地位。由于气体电极经特殊方法处理，使传感器在含有混合气体的检测时，具有能分辨有机物分子大小的能力。该传感器还有抗汽油干扰能力强，携带方便，操作简单等优点。汽车自动点火电子开关用传感器正在试验，发明人拟进一步开发使用。
发明人对传感器的电化学活性作了比较试验，发现在4个碳原子分子内，其催化活性按下列基团排列醇＞醛＞烃＞酮、羧酸，并随原子量增加而下降。因此，可将此传感器用于易挥发可燃性气体报警装置，对较难挥发可燃性气体则不发生电化学作用而无相应的电讯号输出。
权利要求
1.一种电池型气体传感器，其特征在于由能分辨低碳原子数的醇醛分子的气体扩散电极构成。
2.如权利要求
1所述气体扩散电极，其特征在于电极催化层含有铂金和黄金混合物的催化剂。
3.如权利要求
1或2所述气体扩散电极，其特征在于制备过程中采用硫酸溶液活化处理。
4.如权利要求
1所述电池型气体传感器，可用于司机酒后开车的饮酒检测，也可用于汽车自动点火装置或易挥发可燃性气体报警装置。
专利摘要
一种能分辨低碳原子数的醇醛分子的电池型气体传感器，该传感器的电极催化层含有铂金和黄金混合物催化剂，气体电极采用硫酸活化处理。这种传感器用于司机酒后开车的检测具有灵敏度高、抗汽油干扰能力强、准确方便等优点，克服了已有的同类传感器灵敏度低和对汽油敏感等弊病。还可用于汽车自动点火或易挥发可燃性气体报警装置。
文档编号H01M4/86GK85100224SQ85100224
公开日1986年2月10日 申请日期1985年4月1日
发明者汪振道, 李升宪 申请人:武汉大学导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan