两电极电化学CO传感器 主要材料的选择
2.1 电解质 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。电化学CO传感器按照电解质状态可分为液体电解质型、半固态电解质型和固体电解质型。因为液体电解质易于泄漏和挥发，严峻影响了传感器的使用寿命，所以目前很少使用。半固态电解质是介于液态和固态电解质之间的电解质，是将一种亲水性的多孔材料(或称为灯芯材料)浸泡在硫酸中来形成的，这就要求该材料有很好的耐酸侵蚀性质，如聚苯乙烯磺酸膜、玻璃纤维膜等。而固体电解质型电解质代表了传感器的发展的方向。电化学固态聚合物电解质型CO传感器以聚合物中的官能基来传导离子，因为能在室温下工作，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。经比较，固态聚合物电解质型结构机能更好，更易于制得高机能特别是遐龄命的传感器。通过试验研究，我们终极选择了Nafion固态聚合物电解质作为两电极电化学CO传感器的电解质。为了克服Nafion固体电解质电化学传感器在使用时易受外界湿度干扰、影响使用寿命的缺点,在传感器中设计了主要用玻璃纤维作为吸收材料填充少量液体电解质的储存室，使液体电解质不易活动并提供充分的溶胀空间，该结构使传感器内部形成不乱的氛围，可以缓冲外界的变化，从而保证Nafion膜传感器相对不乱的工作状态，这样克服了纯固体电解质易受环境影响的缺点，大大进步了传感器的可靠性。
2.2 过滤材料 传感器的过滤材料能够滤除对电极有毒害作用的污染物，其过滤能力对传感器的使用寿命有重要影响。传统的做法是使用活性炭粉末材料，但是因为活性炭的粗装密度小，少量的活性炭难以起到作用，这也是传统的电化学传感器使用寿命短的主要原因；但是增加活性炭用量，又会使传感器的体积变得臃肿，不利于安装在探测器中。针对这个题目，我们采用了近年来新兴的活性碳纤维材料。由于活性炭纤维其表面遍布微孔，以及可经二次加工，成为不同形态的毡及布状的材料，与传统的颗粒炭比拟，具有较快的吸附、脱附的速度和更便利的操纵维护等长处，该材料对有机气体及恶臭物质（如正丁基硫醇等）吸附量比粒状活性炭（GAC）大几倍至几十倍，对无机气体也有很好的吸附能力，减小了过滤材料的用量，并且易于集成于传感器中。
2.3 电极材料 CO传感器的电极主要材料包括催化剂和基体材料。催化剂能加速气体的反应，电极上载有对CO催化反应活性高的由铂、钌、镍等金属微粒组成的催化剂，这些金属作为电化学反应的催化剂可加速化学反应而本身无变化。在常见国外的CO传感器中，铂因为催化活性高而被广泛使用，本项目也用铂作为指示电极和对电极的催化剂。电极基体材料的选择主要考虑材料的化学惰性，不与电解质和实际应用中可能接触的化学物质反应；同时本传感器中的电极是气体扩散电极，基体材料要制备成多孔结构，所选材料应易于制备多孔薄膜；此外基体材料最好具备憎水性以防止水蒸气在孔洞中凝聚影响传感器的正常工作。在上述前提限定下我们终极选择化学惰性极佳、且具憎水性的聚四氟乙烯（PTFE）作为电极的基体材料。
参考：霍尔电流传感器 http://www.njtxck.com/
本站其他新闻：
几种标志传感器介绍
