信息通过所述传导元件传导到所述智能分析元件，所述智能分析元件将这些信息处理分析后，将结果传导至显示元件。
[0042]其中，测量元件的黑磷电极，具体制备步骤为:
[0043](I)黑磷的制备:
[0044]原料为红磷、白磷、锡和四碘化锡，将原料红磷35g、白磷10g、锡52g、四碘化锡3g混合装入高压反应器，抽真空至高压反应器内压强为3GPa，加热使反应器内温度为500°C，反应45min，在2小时内降温至70°C，保温35min后，在1.5小时内降温至室温，得到黑磷。
[0045]得到的黑磷利用现有技术加工成具有层状结构的斜方黑磷，其晶格中的磷原子可被元素周期表中的VA的砷元素20%部分取代，粒度为30 μ m。
[0046](2)有机溶剂CHP浸渍的黑磷的制备:将黑磷研磨至粒径为10nm的黑磷颗粒，取30mg黑磷颗粒分散到90mL有机溶剂N-环己基吡咯烷酮(CHP)中超声震荡90min形成均一的溶液，加入乙二胺四乙酸(H)TA)到上述溶液中，得到的混合物在马弗炉中50°C加热反应6h然后逐渐冷却到室温；沉淀物滤出后，分别用去离子水和乙醇洗涤9次，然后在60°C条件下真空干燥10h，即得到有机溶剂浸渍的黑磷。
[0047](3)黑磷电极的制备:玻璃碳电极的表面用氧化铝悬浮液(0.6?0.9 μπιοΙ/L)进行物理打磨，再将电极先后用乙醇和去离子水超声洗涤3?8min，取有机溶剂浸渍的黑磷，超声分散到有机溶剂中，配制成浓度为0.5mg/mL的分散液，滴到玻璃碳电极的表面后真空干燥，即可得到黑磷电极。将所述黑磷电极精密封装，并与其它元件组合。
[0048]实施例4
[0049]黑磷电极的制备，具体步骤为:
[0050](I)黑磷的制备:
[0051]原料为红磷、白磷、锡和四碘化锡，将原料红磷40g，白磷5g，锡59g，四碘化锡Ig混合装入高压反应器，抽真空至高压反应器内压强为4.0GPa，加热使反应器内温度为600°C，反应40min，在2.5小时内降温至65°C，保温35min后，在2.5小时内降温至室温，得到黑磷。
[0052]所得的黑磷加工成具有层状结构的无定形黑磷，其晶格中的磷原子被元素周期表中IVA族的锡元素10%部分取代。
[0053](2)有机溶剂LDPE浸渍的黑磷的制备:将黑磷研磨至粒径为300nm的黑磷颗粒，取35mg黑磷颗粒分散到80?120mL低密度聚乙烯(LDPE)中超声震荡50?120min形成均一的溶液，加入乙二胺四乙酸(H)TA)到上述溶液中，得到的混合物在马弗炉中40?70°C加热反应5?Sh然后逐渐冷却到室温；沉淀物滤出后，分别用去离子水和乙醇洗涤8次，然后在65°C条件下真空干燥8h，即得到有机溶剂浸渍的黑磷。
[0054](3)黑磷电极的制备:玻璃碳电极的表面用氧化铝悬浮液(0.6?0.9 μπιοΙ/L)进行物理打磨，再将电极先后用乙醇和去离子水超声洗涤3?8min，取有机溶剂浸渍的黑磷，超声分散到有机溶剂中，配制成浓度为0.5mg/mL的分散液，滴到玻璃碳电极的表面后真空干燥，即可得到黑磷电极。将所述黑磷电极精密封装。
[0055]实施例5
[0056]—种传感器，由测量元件、传导元件、智能分析元件以及显示元件组成。
[0057]所述测量元件由三段组成，第一段是干燥器，吸收被测气体的水份，第二段是除氧装置，吸收被测气体中氧气，将氧浓度降低到lOOppm，第三段是黑磷电极。
[0058]干燥器吸收水量、除氧装置吸收的氧气量、黑磷电极吸收目标气体的量等信息通过所述传导元件传导到所述智能分析元件，所述智能分析元件将这些信息处理分析后，将结果传导至显示元件。
[0059]其中，测量元件的黑磷电极，具体制备步骤为:
[0060](I)黑磷的制备:
[0061]原料为红磷、白磷、锡和四碘化锡，将原料红磷45g，白磷3g，锡45g，四碘化锡7g混合装入高压反应器，抽真空至高压反应器内压强为4.5GPa，加热使反应器内温度为700°C，反应30min，在3小时内降温至50°C，保温40min后，在3小时内降温至室温，得到黑磷。
[0062](2) PLA/PBS浸渍的黑磷的制备:将黑磷研磨至粒径为500nm的黑磷颗粒，取40mg黑磷颗粒分散到SOmL聚乳酸(PLA)与聚丁二醇丁二酸酯(PBS)混合有机溶剂中超声震荡120min形成均一的溶液，加入乙二胺四乙酸(EDTA)到上述溶液中，得到的混合物在马弗炉中70°C加热反应5h然后逐渐冷却到室温；沉淀物滤出后，分别用去离子水和乙醇洗涤10次，然后在70°C条件下真空干燥7h，即得到有机溶剂浸渍的黑磷。
[0063](3)黑磷电极的制备:玻璃碳电极的表面用氧化铝悬浮液(0.6?0.9 μπιοΙ/L)进行物理打磨，再将电极先后用乙醇和去离子水超声洗涤3?8min，取有机溶剂浸渍的黑磷，超声分散到有机溶剂中，配制成浓度为0.5mg/mL的分散液，滴到玻璃碳电极的表面后真空干燥，即可得到黑磷电极。将所述黑磷电极精密封装，并与其它元件组合。
【主权项】
1.一种黑磷电极的制备方法，制备步骤如下: (1)黑憐的制备: 原料为红磷、白磷、锡和四碘化锡，将原料混合装入高压反应器，抽真空至高压反应器内压强为2.5?4.5GPa，加热使反应器内温度为300°C?700°C，反应30?50min，在I?3小时内降温至50°C?80°C，保温20?40min后，在I?3小时内降温至室温，得到黑磷； 所述原料的质量以100份计，其中，红磷为25?45份，白磷为3?18份，锡为45?65份，四碘化锡为I?10份； (2)有机溶剂浸渍的黑磷的制备:将黑磷研磨至粒径为30?500nm的黑磷颗粒，取20?40mg黑磷颗粒分散到80?120mL有机溶剂中超声震荡50?120min形成均一的溶液，加入乙二胺四乙酸(H)TA)到上述溶液中，得到的混合物在马弗炉中40?70°C加热反应5?Sh然后逐渐冷却到室温；沉淀物滤出后，分别用去离子水和乙醇洗涤7?10次，然后在50?70°C条件下真空干燥7?12h，即得到有机溶剂浸渍的黑磷； 所述有机溶剂包括但不限于:低密度聚乙烯(LDPE)、聚乳酸(PLA)、聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)、聚已内酯(PCL)、N-环己基吡咯烷酮(CHP)、聚丁二醇丁二酸酯(PBS)中的一种或多种组合； (3)黑磷电极的制备:玻璃碳电极的表面用氧化铝悬浮液(0.6?0.9ymol/L)进行物理打磨，再将电极先后用乙醇和去离子水超声洗涤3?8min，取有机溶剂浸渍的黑磷，超声分散到有机溶剂中，配制成浓度为0.5mg/mL的分散液，滴到玻璃碳电极的表面后真空干燥，即可得到黑磷电极，将所述黑磷电极精密封装。2.根据权利要求1所述黑磷电极的制备方法，其特征在于:步骤(I)所述黑磷的制备过程中，采用汞作催化剂。3.根据权利要求1所述黑磷电极的制备方法，其特征在于:步骤⑴制备得到的所述黑磷，为加工成具有层状结构的无定形黑磷或斜方黑磷，或者，其晶格中的磷原子被元素周期表中的IIIA或IVA或VA或VIA的元素50%以下取代。4.根据权利要求1?3所述的任一项黑磷电极的制备方法，其特征在于:步骤(I)所述黑磷的制备过程中，所述原料的质量以100份计，其中，红磷为30?40份，白磷为5?15份，锡为50?60份，四碘化锡为I?5份。5.根据权利要求4所述黑磷电极的制备方法，其特征在于:步骤(I)所述黑磷的制备过程中，所述原料的质量以100份计，其中，红磷为35份，白磷为10份，锡为52份，四碘化锡为3份。6.根据权利要求1?3所述的任一项黑磷电极的制备方法，其特征在于:步骤(I)所述黑磷的制备过程中，所述高压反应器内压强为2.8?4.0GPa，温度为400°C?600°C。7.根据权利要求6所述黑磷电极的制备方法，其特征在于:步骤(I)所述黑磷的制备过程中，所述高压反应器内压强为3GPa，温度为500 V。8.—种黑磷电极，其特征在于:所述黑磷电极是由权利要求1?7所述的任一项黑磷电极的制备方法制备得到的。9.一种基于黑磷电极的传感器，其特征在于:所述传感器由测量元件、传导元件、智能分析元件以及显示元件组成； 所述测量元件由三段组成，第一段是干燥器，吸收被测气体的水份，第二段是除氧装置，吸收被测气体中氧气，将氧浓度降低到lOOppm，第三段是所述黑磷电极； 干燥器吸收水量、除氧装置吸收的氧气量、黑磷电极吸收目标气体的量等信息通过所述传导元件传导到所述智能分析元件，所述智能分析元件将这些信息处理分析后，将结果传导至显示元件； 所述黑磷电极为权利要求8所述的黑磷电极，即所述黑磷电极是由权利要求1?7所述的任一项黑磷电极的制备方法制备得到的。10.根据权利要求9所述的基于黑磷电极的传感器，其特征在于:所述传感器是氨探测器，用来检测痕量氨的含量。
【专利摘要】本发明公开一种基于黑磷电极的传感器及其制备方法，主要步骤有：1、制备黑磷，2、有机溶剂浸渍黑磷，3、制备黑磷电极，4、制备传感器。本发明涉及的基于黑磷电极的传感器能够防止氧或氧化物直接与黑磷接触，发挥了黑磷在电化学检测方面的优异性能，为黑磷电极和基于黑磷电极的传感器的应用提供了基础，具有广阔的应用前景。
【IPC分类】G01N27/30
【公开号】CN105116034
【申请号】CN201510566901
【发明人】孙京华, 潘正海
【申请人】无锡百灵传感技术有限公司
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年9月8日