[发明专利]一种开放式快响应电化学气体传感器

权利要求书

1.一种开放式快响应电化学气体传感器，其特征在于：开放式快响应电化学气体传感器由陶瓷基片(1)、电极(2)、电解液和多孔载体层(3)构成；所述多孔载体层(3)设置于陶瓷基片(1)上表面，电极(2)设置于多孔载体层(3)上表面，电极(2)的引出端延伸至陶瓷基片(1)上表面；多孔载体层(3)内部固载有电解液。

2.根据权利要求1所述的开放式快响应电化学气体传感器，其特征在于：所述电极为由工作电极和对电极构成的两电极体系，或由工作电极、对电极和参比电极构成的三电极极体系，或由一对供电电极和一对测量电极构成的四电极体系。

3.根据权利要求1或2所述的开放式快响应电化学气体传感器，其特征在于：所述电解液为离子液体，离子液体由阳离子和阴离子组成；离子液体中的阳离子为季铵盐、咪唑、吡啶或吡咯类阳离子；离子液体中的阴离子为PF₆^-、BF₄^-、CF₃COO^-、C₃F₇COO^-或N(C₂F₅SO₂)^2-阴离子。

4.根据权利要求3所述的开放式快响应电化学气体传感器，其特征在于：所述工作电极的材质为贵金属或贵金属复合材料；贵金属为Pt或Au，贵金属复合材料为Pt/C或Pt/Ru。

5.根据权利要求1、2或4所述的开放式快响应电化学气体传感器，其特征在于：所述对电极的材质为贵金属或贵金属复合材料，贵金属为Pt、Au、Ag或Ru，贵金属复合材料为Ag/Pd。

6.根据权利要求5所述的开放式快响应电化学气体传感器，其特征在于：所述参比电极的材质为贵金属或贵金属复合材料，贵金属为Pt、Au、Ag或Ru，贵金属复合材料为Ag/Pd。

7.根据权利要求6所述的开放式快响应电化学气体传感器，其特征在于：所述供电电极的材质为贵金属或贵金属复合材料，贵金属为Pt、Au、Ag或Ru，贵金属复合材料为Ag/Pd。

8.根据权利要求7所述的开放式快响应电化学气体传感器，其特征在于：所述测量电极的材质为贵金属或贵金属复合材料，贵金属为Pt、Au、Ag或Ru，贵金属复合材料为Ag/Pd。

9.如权利要求1所述的开放式快响应电化学气体传感器的制备方法，其特征在于：该方法按以下步骤进行：

一、采用丝网印刷的方式将多孔浆料印刷在陶瓷基片表面，使用金浆料印刷电极引出端；

二、高温烧结得到用于固载电解液的多孔载体层；

所述多孔载体层的长度、宽度和厚度分别为3～8mm、3～8mm和10～50μm；

所述高温烧结工艺为：在温度为1000～1250℃保温2～3h；

三、采用丝网印刷的方式使用金属浆料在多孔载体层表面印刷电极，并使印刷的电极覆盖对应的电极引出端；

四、电极烧结；

所述烧结电极的烧结温度为100～125℃；烧结时间为45～60min；

五、在电极引出端焊接引线，得到由电极、引线和多孔载体层构成的传感器电解池结构；

六、使用移液器向多孔载体层表面滴加电解液，然后抽真空处理10min，然后再重复滴加电解液和抽真空处理两次，即完成开放式快响应电化学气体传感器敏感单元的制备；

所述抽真空处理的压力＜0.1MPa；

七、在同一个陶瓷基片上制备数个开放式快响应电化学气体传感器敏感单元，即完成开放式快响应电化学气体传感器的制备。

10.根据利要求9所述的开放式快响应电化学气体传感器的制备方法，其特征在于：步骤六所述每次向多孔载体层表面滴加的电解液的量为2～5μL/cm³。