[发明专利]硫化氢电化学传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种硫化氢(H₂S)电化学传感器，尤其涉及一种抗一氧化碳和抗醇类干扰的H₂S电化学传感器。

背景技术

H₂S气体是一种无色，有臭鸡蛋气味的剧毒气体。在工厂，油田，下水道，需要对H₂S气体进行严格监测。

由于H₂S的高毒性，各国均对其安全值进行了规范。例如2010年美国工业安全协会(ACGIH)最新给出了如下H₂S安全值：8小时平均权重(TWA-8hr.)为1ppm、15分钟短时间暴露限值(STEL-15min)为5ppm。

此外，在H₂S传感器使用环境中，经常有醇类干扰气体，如油田需要检测H₂S，有些油田处于比较寒冷的地区，如西伯利亚，有时需要用醇类如用甲醇作解冻剂，所以H₂S的监测需要消除醇类干扰。另外，有些H₂S检测的工作场所不能有水，只用含有醇类的洗手液，因此，H₂S的检测也需要消除醇类干扰。此外，在中东油田，工作人员一般喜欢喷洒香水，而香水一般都含有醇类，也需要消除醇类的干扰。

提高气体传感器的选择性通常有以下4种方式：

(1)工作电极催化剂的选择，这种方法有一定的局限性，催化剂通常对某一类化学物质都有响应；

(2)用化学过滤器去除干扰，这种方法有寿命限制；

(3)中介电解液体系，通过选择中介电解液的组成，让中介电解液只和选择性气体反应，但这种体系一般比较复杂，而且电解液有容量寿命的限制性，因此也有一定的局限性；

(4)电位的选择，这种方法有一定的局限性，在某一电位下，传感器通常也会对某一类化学物质有响应。

公开号为US 2010/0012494的美国专利申请中给出了一种选择性良好的硫化氢传感器，通过含过渡金属盐溶液的中介电解液体系，达到提高H₂S选择性的目的。该传感器对NO、PH₃、AsH₃、B₂H₆有较好的选择性，同时对甲醇、乙醇也有较好的抗干扰性。但是此传感器对甲醇的干扰值约是0.2uA/ppm，H₂S的灵敏度为3uA/ppm，而用醇类抗冻剂、洗手液时的浓度都较大，通常是百分比浓度，以乙甲醇2％为例，那么相当于H₂S的浓度是1333ppm，会造成误报警。同时，该传感器是用一个中介电解液体系，电解液体系比较复杂，而且是消耗型电解液，有一定的容量寿命。

美国专利US7615139B2给出了一种传感器，用保护电极来部分遮蔽参比电极从而让参比电极具有稳定的电位。但是醇类是一种和水能够互相相溶的物质，如果醇类的浓度比较大，例如是百分比浓度，那么醇类仍然有可能不完全反应，通过电解液再扩散到参比电极，从而引起参比电位飘移。而且此类装置为四电极体系，电极体系和电路结构比较复杂。

此外，在H₂S检测环境中，经常有CO干扰气体的存在。专利号为US4042464的美国专利给出了一种传感器，以Au/C做工作电极，以Pt做参比电极，Pt做对电极，对CO有较小的干扰(10ppm CO，5ppB H2S)。但是上述传感器虽然对CO有较小的干扰，但是却对甲醇有很大的干扰，而且很长时间不能恢复传感器的性能。

因此，需要一种既抗醇类干扰，又抗CO干扰的H₂S传感器。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种H₂S电化学传感器，能够抗醇类和一氧化碳的干扰。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种H₂S电化学传感器，包括通过电解液形成离子导通的工作电极、参比电极和对电极，所述工作电极为含金(Au)电极，所述工作电极相对于参比电极的电位在±40mV范围内，所述参比电极是对醇类无吸附的电极。

可选地，所述工作电极为金(Au)电极或碳载金(Au/C)电极。

可选地，所述参比电极选自金(Au)电极、钌(Ru)电极、铑(Rh)电极、碳载金(Au/C)电极、碳载钌(Ru/C)电极、碳载铑(Rh/C)电极。

可选地，所述参比电极为碳(C)电极或石墨(G)电极。

可选地，所述参比电极为贵金属氧化物电极或碳载贵金属氧化物电极。