[发明专利]基于质子交换膜的燃料电池型CO传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种基于质子交换膜的燃料电池型CO传感器，其特征在于：由核心部分（1）与储水罐（2）组成；其中核心部分（1）从上至下依次由扩散帽（3）、活性炭过滤层（5）、一侧带有Pt敏感电极（7）和另一侧带有对电极（8）的Nafion膜（6）、集电层（9）组成，储水罐（2）为带有集电层卡槽（11）的储水槽（12），在扩散帽（3）上设置气体扩散孔（4），在集电层（9）上设置有给水孔（10），活性炭过滤层（5）安装在扩散帽（3）内，扩散帽（3）将活性炭过滤层（5）、Nafion膜（6）和集电层（9）压紧并固定和限位在集电层卡槽（11）上，储水罐（2）、扩散帽（3）和集电层（9）为导电材料，扩散帽（3）与储水罐（2）间密封且绝缘。

2.权利要求1所述的一种基于质子交换膜的燃料电池型CO传感器的制备方法，其步骤如下：

A.Nafion膜Pt电极的制备

1)将预处理过的Nafion膜在20～40℃下干燥；

2)将烘干的Nafion膜固定在分隔池中间；

3)将H₂PtCl₆溶液和NaBH₄溶液分别加入到Nafion膜（6）两侧的贵金属溶液槽（13）和还原剂溶液槽（14）中，常温下静置反应8～10小时，从而在接触H₂PtCl₆溶液一侧的Nafion膜（6）表面生长出一层厚度为5～20μm的Pt敏感电极（7）；

4)调转Nafion膜（6）的方向，重复操作步骤（3），从而在Nafion膜（6）的另一侧生长出一层厚度为5～20μm的Pt对电极（8）；

5)将带有Pt敏感电极（7）与Pt对电极（8）的Nafion膜（6）用去离子水冲洗后在H₂SO₄溶液中浸泡30～60分钟；

B.CO传感器的制作

1)向储水槽（12）中加入其容积80%～90%的去离子水；

2)依次将集电层（9）、带有Pt敏感电极（7）和Pt对电极（8）的Nafion膜（6）、活性炭过滤层（5）、扩散帽（3）按由下到上的顺序放到集电层卡槽（11）上，并使之压紧；

3)用绝缘密封材料将扩散帽（3）固定在储水罐（2）上，使扩散帽（3）和储水罐（2）间密封且相互绝缘，从而制备得到基于质子交换膜的燃料电池型CO传感器。

3.如权权利要求2所述的一种基于质子交换膜的燃料电池型CO传感器的制备方法，其特征在于：Nafion膜的预处理过程如下，

（1）将Nafion膜置于H₂O₂溶液中，水浴加热1～2小时，取出后用去离子水冲洗3～5次；

（2）将上述步骤得到的Nafion膜放入H₂SO₄溶液中水浴加热1～2小时，取出后用去离子水冲洗3～5次；

（3）将上述步骤得到的Nafion膜浸入去离子水中，水浴加热30～60分钟，取出后用去离子水冲洗3～5次；

（4）重复步骤（3）3～5次，从而得到处理过的Nafion膜，放入去离子水中密封保存。

4.如权权利要求2所述的一种基于质子交换膜的燃料电池型CO传感器的制备方法，其特征在于：H₂PtCl₆溶液的浓度为5～20mM，NaBH₄溶液的浓度为40～70mM。