CN103412011A - 一种二氧化硫气体传感器及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于分析化学技术领域，具体为采用一种离子液体电解质制备SO2电化学气体传感器的方法。离子液体电解质由离子液体、水和硫酸三体系混溶组成，将其加入特定结构的SO2气体传感器电解液槽中后该传感器具有较好的灵敏度，能够很好的满足在电化学气体传感器中的应用。
Description
技术领域
本发明主要涉及一种采用离子液体作为电解液的SO2气体传感器的制备方法。
背景技术
二氧化硫（SO2）是常见的大气污染物之一，它极易溶于水，在人体吸入以后进入呼吸道，在呼吸道粘膜上形成强腐蚀性的亚硫酸，少部分能进一步形成硫酸，这种呼吸道的滞留对人体健康有强烈的危害。此外，SO2被人体吸收后还可以进入血液，能够破坏酶的活力，严重破坏人体的新陈代谢，对肝脏等器官亦能产生严重的损害。因此，在化工生产和日常生活中，对二氧化硫浓度的检测就显得日渐重要。
在众多SO2气体传感器中，半导体气敏传感器，由于灵敏度较低重现性差，通常情况下只能满足简单警报的要求；化学发光式气体分析仪虽然灵敏度高、准确性强，但价格高昂体积较大，另外采用它现场实时监测困难，在实际应用中有很大的局限。
发明内容
鉴于此，本发明的目的在于提供一种二氧化硫气体传感器及其制备方法，以解决现有技术中二氧化硫气体传感器价格高昂、体积过大的问题。
为了实现上述目的，本发明提供了一种二氧化硫气体传感器，其包括：电解液槽，所述电解液槽内部由下至上依次设置有反电极、参考电极、隔膜、感应电极和O形圈，电解液槽的顶部设有扩散孔。
本发明的技术方案中，所述隔膜为纤维隔膜。
制备本发明的二氧化硫气体传感器的方法包括如下步骤：在室温下，将离子液体、水、硫酸按25~18:15~8:3的体积比混合，配制成电解液，将所述电解液注入所述电解液槽中。
其中，本发明中所述的离子液体为1-乙基-3-甲基咪唑甲基磺酸盐。
另外，本发明中所述的离子液体、水和硫酸的体积比为20:10:3。
另外，本发明中所述的电解液的加量为0.1～1.0 mL，优选加量为0.22 mL。
发明的作用与效果
根据离子液体具有的电导率高、电化学窗口宽、不挥发不燃烧、热稳定性高等优点，以及将其用来制备二氧化硫气体传感器可明显提高传感器的灵敏度。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明中的优选实施例进行详细描述，但本发明并不仅仅限于该实施例。为了使公众对本发明有彻底的了解，在以下的本发明优选实施例中，详细说明了具体的细节。
实施例1
先制造如图1所示的三电极系统，其包括电解液槽10，在电解液槽10内由下至上依次设置有反电极11、参考电极12、纤维隔膜13、感应电极14和O形圈15，电解液槽10的顶部设有扩散孔16。
再配制电解液，在室温下，将干燥纯化过的1-乙基-3-甲基咪唑甲基磺酸盐、水和质量分数为（）的硫酸按25:15:3的体积比混合，配制成电解液，取0.1mL该电解液，由电解液槽10顶部的扩散孔16注入到点解液槽10内。
实施例2
先制造如实施例1中所述电解液槽10，然后配制电解液，在室温下，将干燥纯化过的1-乙基-3-甲基咪唑甲基磺酸盐、水和质量分数为（）的硫酸按25:8:3的体积比混合，配制成电解液，取1.0 mL该电解液，由电解液槽10顶部的扩散孔16注入到电解液槽10内。
实施例3
先制造如实施例1中所述电解液槽10，然后配制电解液，在室温下，将干燥纯化过的1-乙基-3-甲基咪唑甲基磺酸盐、水和质量分数为（）的硫酸按18:8:3的体积比混合，配制成电解液，取0.22 mL该电解液，由电解液槽10顶部的扩散孔16注入到电解液槽10内。
实施例4
先制造如实施例1中所述电解液槽10，然后配制电解液，在室温下，将干燥纯化过的1-乙基-3-甲基咪唑甲基磺酸盐、水和质量分数为（）的硫酸按20:10:3的体积比混合，配制成电解液，取0.22 mL该电解液，由电解液槽10顶部的扩散孔16注入到电解液槽10内。
实施例5
先制造如实施例1中所述电解液槽10，然后配制电解液，在室温下，将干燥纯化过的1-乙基-3-甲基咪唑甲基磺酸盐、水和质量分数为（）的硫酸按18:15:3的体积比混合，配制成电解液，取0.22 mL该电解液，由电解液槽10顶部的扩散孔16注入到电解液槽10内。
实施例的作用与效果
1）本发明的离子液体各种配比电解质气体传感器响应时间T90一般小于40秒，大部分T90小于30秒，能很好的满足在电化学气体传感器的应用；2）本发明与传统酸性电解质SO2气体传感器相比，基线更稳定，波动较小，能有效延长气体传感器的寿命，提高传感器的环境适用范围和增强传感器电化学稳定性方面达到显著的改良效果；3）本发明所用离子液体电解质添加量较少，适于该类气体传感器的大规模批量生产。
综上所述，仅为发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，凡依本发明权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本发明的权利要求范围内。
Claims (7)
1.一种二氧化硫气体传感器，其特征在于，包括：
电解液槽，所述电解液槽内部由下至上依次设置有反电极、参考电极、隔膜、感应电极和O形圈，电解液槽的顶部设有扩散孔。
2.根据权利要求1所述的气体传感器，其特征在于，所述隔膜为纤维隔膜。
3.一种如权利要求1所述的二氧化硫气体传感器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：在室温下，将离子液体、水、硫酸按25～18:15～8:3的体积比混合，配制成电解液，将所述电解液注入所述电解液槽中。
4.根据权利要求3所述的二氧化硫气体传感器的制备方法，其特征在于，所述离子液体为1-乙基-3-甲基咪唑甲基磺酸盐。
5.根据权利要求3所述的二氧化硫气体传感器的制备方法，其特征在于，所述离子液体、水和硫酸的体积比为20:10:3。
6.根据权利要求3所述的二氧化硫气体传感器的制备方法，其特征在于，所述电解液的加量为0.1～1.0mL。
7.根据权利要求6所述的二氧化硫气体传感器的制备方法，其特征在于，所述电解液的加量为0.22mL。
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