CN106749029A - 离子液体和含该离子液体的电流型氨气传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种离子液体和含该离子液体的电流型氨气传感器，所述离子液体具有下列通式[R1R2Im]Y：其中，R1是氮原子上的取代基，它是具有1‑4个碳原子的烷基；R2是氮原子上的取代基，它是具有1‑4个碳原子的烷基；Y是阴离子基团，它选自CF3SO3 ‑，X‑，C3F7CO2和BF4 ‑。
Description
本申请是一项发明专利申请的分案申请，其母案的申请日为2011年10月28日、申请号为201110334881.7、发明名称为“离子液体和含该离子液体的电流型氨气传感器”
技术领域
发明涉及一种亲水性咪唑类离子液体。本发明还涉及一种电流型氨气传感器，它以所述亲水性咪唑类离子液体作为电解质，解决了传统氨气传感器使用碱性电解液易爬碱，易漏液，电解结构易破坏的问题。
背景技术
离子液体是由有机阳离子和无机或有机阴离子构成的、在室温或室温附近温度下呈液体状态的盐类，是完全由离子组成的液态电解质。离子液体的有机阳离子主要是季铵离子、咪唑离子(记为Im+)、吡啶离子(记为Py+)等。研究较多的离子液体的阴离子有BF4 -、PF6 -，还有OTf-(CF3SO3 -)、CF3COO-、C3F7COO-、N(C2F5SO2)2-、及PO4 -、NO3 -等。
离子液体和通常的电解液相比具有一系列独特优点，例如：
(1)具备其它电解液不同时具有的高离子导电率，宽电势窗口，无明显蒸汽压，不挥发，可用于高真空体系；
(2)呈液态的温度区间大，可达300℃；
(3)热稳定、电化学稳定、不易燃、可传热、可流动；
(4)可以通过对阴阳离子的设计可调节对无机物、水、有机物和聚合物的溶解性，以适应不同的研究体系；
(5)可以和聚合物形成凝胶制成离子液体聚合物固体电解质。
因而使用离子液体作为电解质的气体传感器相较于现有的气体传感器，还可以应用于以下几种环境中：
(1)湿度范围大的，尤其是低湿的环境；
(2)高空气流速的环境；
(3)温度较高的环境。
N，N’-二烷基咪唑类离子液体在很大电势范围内是电化学惰性的，是目前所知综合性能最佳的离子液体。N，N’-二烷基咪唑类离子液体的溶解性也有一定的规律。就N，N’-二烷基咪唑类离子的阳离子[R1R2Im]+而言，该阳离子上的烷基取代基R1和R2的链长会影响该离子液体的亲水亲油性。对[RMeIm][BF4]而言，在25℃，烷基R(CnH2n-1)的n＞5时，离子液体不溶于水；而当n≤5时，离子液体则与水相混溶。一般离子液体的疏水性随着阳离子烷基链长的增加而逐渐增大。阴离子对离子液体溶解性的影响可由水在含相同阳离子[BuMeIm]+的离子液体中的溶解性来推测，现有技术已知[BuMeIm][CF3SO3]、[BuMeIm][CF3CO2]和[BuMeIm][C3F7CO2]与水是充分混溶的，而[BuMeIm][PF6]、[BuMeIm][(CF3SO2)2N]则与水则形成两相混合物。
由于离子液体用作支持电解质的诸多优势，国内外已经开展了一些关于离子体液应用于气体传感的开发研究。
例如，蔡琪等(蔡琪，鲜跃仲等，采用离子液体的SO2电化学传感器的研究，华东师范大学学报，2001，9(3))利用离子液体吸水后电导增加的原理将一种离子液体N-甲基咪唑四氟硼酸盐[MeIm][BF4]作为支持电解质用于SO2气体传感器的构置。
Lee等(Lee J.K.Kim M.J.J.Org.Chem.2002，67：68456847)成功合成了一种离子液体用于构筑乙醇传感器，响应时间为336s，检出限为0.1％(V/V)。
Wang等(Han J Y，Huang X，Wang H.Chemical Industry and Engineering(Huaxue Gongye yu Gongcheng)，2005，22(1)：62-66)利用离子液体与多孔聚乙烯混合物构置了安培型O2传感器，具有响应时间短，灵敏度高，重现性好，易于微型化等优点。
等在美国专利US 7,060,169 B2中提出了以Ag电极为工作电极，1-乙基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸盐([EtMeIm][CF3SO3])为电解质组装成气体传感器，用于H2S气体的检测。
Hengstenberg等在美国专利2006/0249382 A1中提出在离子液体中加入聚合物(如PVDF)制成凝胶型离子液体聚合物，可应用于开放体系的电化学传感器的构置。
由于氨气在工业上有着广泛的应用，且氨气的毒性较大，即使是微量的浓度也会对人体造成危害.因此，对工作和居住环境中氨气的监测具有重要意义。
目前，电流型氨气传感器大多使用水溶液作为电解质。Hobbs等在美国专利5,234,567中以盐溶液为电解质利用氨气溶于水呈碱性的特性引入了测量碘氧化还原所产生的电流的方法用于氨气的检测，是一种间接检测氨气的方法，反应也会消耗溶液中的碘，因而这种氨气传感器的寿命短、稳定性差。
Kieseles等在美国专利5,344,546中描述了一种以贵金属氧化物为工作电极，盐溶液如Cu(NO3)2、LiNO3等为电解质的氨气传感器。
Kosek等的美国专利5,527,446提出了一种以Pt为催化剂，阳离子质子交换膜为固体电解液的氨气传感器。阳离子质子交换膜虽然具有良好的H+导电性，但膜中必须有足够的水分子存在才能保证它的导电性，于是Kosek等在传感器设计中加了一个水槽，用以调节传感器工作所需的湿度条件，并没有真正实现电解质的固体化。
因此，寻找有抗干涸能力的电解质是电流型氨气传感器亟待解决的问题。Botte等在美国专利2005/0211569 A1中，大量研究了NH3在碱性电解液中不同贵金属催化剂上的表现。由于传统的碱性电解液特别容易爬碱，所以传感器易漏液。而且，碱会与空气中CO2反应生成碳酸盐，碳酸盐在电极上结晶析出等问题，会破坏电极的结构，使得传感器性能降低，传感器寿命缩短。
因此，需要寻找一种氨气传感器，这种氨气传感器解决了以上传统氨气传感器使用水溶液体系，盐溶液体系易干涸的问题；同时，这种氨气传感器还解决了使用碱性电解液易爬碱，易漏液，电解结构易破坏的问题。
发明内容
本发明的发明目的是提供一种氨气传感器，它不具有传统使用水溶液体系氨气传感器的上述缺陷。
因此，本发明的一个方面是提供一种直接电流型氨气传感器，它包括传感器壳体和至少两个电极，所述传感器壳体具有进气口、电极装配层、电解液槽和贮存于所述电解液槽内作为电解液的离子液体，其特征在于所述离子液体具有下列通式：
[R1 R2 Im]Y
其中，R1和R2各自是咪唑基团的氮原子上的取代基，它们各自是具有1-4个碳原子的烷基；
Y是阴离子基团，它选自CF3SO3 -，X-，C3F7CO2和BF4 -；
X是卤素。
附图说明
图1是本发明一个实例的直接电流型氨气传感器的剖面图；
图2是本发明一个实例的直接电流型氨气传感器的典型响应曲线；
图3是本发明实施例8和比较例1在通入氨气350秒后的响应曲线的比较图；
具体实施方式
本发明化学氨气传感器可以具有本领域已知的化学氨气传感器的构造，它包括至少两个电极，可以有两个电极或三个电极。在本发明的一个实例中，所述化学氨气传感器具有两个电极，即工作电极和对电极。在本发明的另一个实例中，所述化学氨气传感器具有三个电极，即工作电极、对电极和参比电极。
下面以具有三个电极的化学氨气传感器为例详细说明本发明。如图1所示，在本发明的一个实例中，本发明直接电流型氨气传感器10包含一个壳体12，壳体12具有内部空腔。壳体的内部空腔包含：一个贮存离子液体的电解质槽14，对电极16，参比电极20和工作电极24，对电极和参比电极由电解液膜18隔开，对参比电极和工作电极由电解液膜22隔开。
壳体
壳体12的形状无特别的限制，可以是本领域已知的任何常规形状，例如，它可以是正方体、长方体等。另外，用于形成壳体12的材料无特别的限制，可以是本领域已知的任何常规材料。例如，所述壳体12可以由聚合物(例如聚四氟乙烯、聚氯乙烯、尼龙等)、金属(例如铝、铜、不锈钢等)、陶瓷等材料形成。
工作电极
所述工作电极24是本发明用于化学氨气传感器的常规工作电极。在本发明的一个实例中，所述工作电极24为一种气体扩散电极，由扩散层和催化层组成。
用于形成工作电极扩散层的是一种多孔聚合物膜。这种多孔聚合物膜可以是本领域已知的任何多孔聚合物膜。在本发明的一个实例中，所述多孔聚合物膜是例如四氟乙烯(PTFE)膜。在所述工作电极24中所述多孔聚合物膜起气体扩散和密封电解液的作用。根据选择的电解液亲水亲油性的不同，本领域的普通技术人员可容易地选择不同的防水或防油的多孔聚合物膜，
所述工作电极的催化剂材料无特别的限制，可以是本领域适用于化学氨气传感器的任何已知的催化剂材料。在本发明的一个实例中，所述催化剂材料选自贵金属催化剂，例如Pt、Ir等一元金属催化剂和Pt-Ru、Ir-Pt等Pt基和Ir基二元合金催化剂。
用于形成催化剂层的方法无特别的限制，可以是本领域已知的任何方法。在本发明的一个实例中，所述催化层的制造方法包括将催化剂粉末和粘合剂混合、将得到的混合物涂覆(例如刮刀涂覆)在作为扩散层的聚合物膜(例如多孔聚四氟乙烯膜)上、在250-350℃，较好在270-320℃，更好在300℃温度下热处理1-3小时，较好热处理1.5-2.5小时，更好热处理2小时后制成。
用于形成催化剂层的粘合剂无特别的限制，取决于使用的电解液亲水亲油性，本领域的普通技术人员根据电解液的亲水亲油性可容易地选自不同憎水或憎油性的粘合剂材料。合适的作为粘合剂的憎水性材料有例如聚乙烯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯等。
所述工作电极的催化剂层可与电解液接触可形成气、固、液三相界面，从而保留足够的气孔以便使被测气体能被传递到电极内部各处、进入覆盖催化剂表面并与整体电解液相连通的薄液膜中，因而被测气体很容易在催化剂表面发生电化学氧化或还原，形成微电流。
参比电极和对电极
所述参比电极20和/或对电极16是本发明用于化学氨气传感器的常规参比电极和/或对电极。在本发明的一个实例中，使用铂金属作为参比电极20和对电极16。
电解液膜
用于本发明电流型氨气传感器的电解液膜无特别的限制，可以是本领域已知的任何常规电解液膜。在本发明的一个较好实例中，所述电解液膜是玻璃纤维，它是本领域常用的电解液膜。
电解质溶液
本发明公开的直接电流型氨气传感器采用离子液体作为电解质溶液。由于离子液体使用湿度范围宽，即使在低湿的环境中也不会干涸，从而消除了传统氨气传感器使用水溶液体系，盐溶液体系易干涸的问题；同时，由于离子液体性能稳定，也解决使用碱性电解液易爬碱，易漏液，电解结构易破坏的问题。
本发明氨气传感器使用的离子液体具有下列通式：
[R1 R2 Im]Y
其中，R1是咪唑基团的氮原子上的取代基，它是具有1-4个碳原子的烷基，较好是具有2-3个碳原子的烷基，例如，甲基(Me)、乙基、正丙基、异丙基、正丁基(Bu)、异丁基(Bu)和叔丁基(Bu)。
R2是咪唑基团的氮原子上的取代基，它是具有1-4个碳原子的烷基，较好是具有2-3个碳原子的烷基，例如，甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基和叔丁基。
Y是阴离子基团，它选自CF3SO3 -，X-，C3F7CO2和BF4 -，其中，X是卤素阴离子，例如F-、Cl-、Br-或者I-，较好为Cl-或者Br-。
在本发明的一个较好实例中，所述离子液体具有通式[BuMeIm]Y(N-甲基-N’-丁基咪唑化合物)。在本发明的另一个较好的实例中，所述离子液体具有通式[BuMeIm][BF4]。
本发明氨气传感器测量的氨气是一种碱性气体，基本只能用碱性电解质，如KOH、CsOH、或使用离子液体。也就是碱性气体基本只能用碱性电解质溶液。其反应机理如下：
NH3+3OH-→1/2N2+3H2O+3e-
1/2O2+H2O+2e-→2OH-
净反应：2NH3+3/2O2→N2+3H2O
因此，本发明氨气传感器用离子液体代替碱性电解质就非常重要。也就是为非碱电解质，从而解决使用碱性电解液易爬碱，易漏液，电解结构易破坏的问题。
在本发明氨气传感器的氧化还原反应中，氨先氧化生成N2和质子，质子再转移到对电极上与O2分子生成H2O，这个过程是通过阴离子(下面记为A-)在工作电极上的质子化和该阴离子和质子的复合物(下面记为HA)转移到对电极上实现的，然后HA和O2分子在电极表面氧化生成H2O。由于反应生成了水，为使电极表面和电解液体系的稳定，亲水性的离子液体适合用于直接电流型氨气传感器的离子液体电解质。
另外，由于阴离子A-承担了质子转移的工作，因此要求阴离子A-应该符合以下条件：
(1)稳定性高，尤其是对水稳定，不会发生水解，
(2)体积不能过大，体积过大一方面会影响传质的速率，另一方面阴离子的大小和几何形状对离子液体的粘度也有很大的影响，体积小的阴离子组成的离子液体粘度较小。
在本发明的一个较好实例中，采用1-丁基3-甲基咪唑四氟硼酸盐[BuMeIm][BF4]作为直接电流型氨气传感器的离子液体的电解质。
在本发明中，离子液体中还可以加入添加剂，合适的添加剂的非限定性例子有，例如盐类，离子和电子导通聚合物，非亲水性试剂等。
在本发明的一个较好实例中，离子液体中加入的盐可以为无机盐：如LiCl、NaCl、CsCl、或LiClO4；加入的离子和电子导通聚合物可以为：PANi(聚苯胺)、PAAA(聚丙烯酸)、PAAM(聚丙烯酰胺)、PVDF(聚偏氟乙烯)、PEO(聚氧乙烯)、PAN(聚丙烯腈)等；非亲水试剂可以是酯、卤化烷烃、或芳香族化合物。
在本发明中，离子液体既可以做成液体的电解质溶液，也可以做成凝胶型的电解质溶液，还可以做成固体膜型的电解质溶液。
在本发明中，凝胶型的电解质溶液可以是SiO2硅凝胶，也可以是凝胶聚合物电解质(GPE，Gel polymer electrolyte，)；固体膜型的电解质溶液可是以固体聚合物电解质膜(SPE)膜，Nafion膜等。
下面，结合实施例进一步说明本发明。
实施例
1.测量灵敏度
灵敏度等于测试气体的响应信号值减去空气响应信号值，然后这个差值除以气体的浓度。单位是微安/ppm。
2.测量T90值
T90等于信号到达待测气体响应值的90％的时间减去刚通气的时间，差值就是T90，单位是秒。
实施例1
制备工作电极
将0.15克平均粒径为80纳米的40％Pt-Ru加入0.15克石墨，混合后将得到的混合物加入0.005克聚四氟乙烯乳液(购自Dubon)中，得到糊浆。将得到的糊浆涂覆在多孔聚四氟乙烯膜(3890型，购自Dubon)表面上，在300℃温度下加热干燥2小时，制成作为工作电极的贵金属催化多孔电极。
制备氨气传感器
如图1所示装配氨气传感器，其中的壳体12为聚四氟乙烯壳体，采用Pt黑电极作为参比电极和对电极，采用上面制得的贵金属催化多孔电极作为工作电极。加入1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐作为电解质，组装成直接电流型氨气传感器。
将制得直接电流型氨气传感器安装在Labview测量设备(Labview 7.0，购自National Instruments Corporation)上，通入30ppm的氨气，在常温测量条件下测量，结果响应电流为3μA，响应时间为60s。其电流-响应时间曲线如图2所示。
实施例2
制备工作电极
将0.18克平均粒径为80纳米的40％Pt-Ru加入0.2克炭黑(Vx-72C)，混合后将得到的混合物加入0.005克聚四氟乙烯乳液(购自Dubon)中，得到糊浆。将得到的糊浆涂覆在多孔聚四氟乙烯膜(3890型号，购自Dubon)表面上，在300℃温度下加热干燥2小时，制成作为工作电极的贵金属催化多孔电极。
制备氨气传感器
如图1所示装配氨气传感器，其中的壳体12为聚四氟乙烯壳体，采用Pt黑电极作为参比电极和对电极，采用上面制得的贵金属催化多孔电极作为工作电极。加入1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐作为电解质，组装成直接电流型氨气传感器。
将制得直接电流型氨气传感器安装在Labview测量设备(Labview 7.0，购自National Instruments Corporation)上，通入30ppm的氨气，在常温测量条件下测量，结果响应电流为2.5μA，响应时间为80s。
实施例3
制备工作电极
将0.2克平均粒径为80纳米的40％Pt-Ir加入0.1～0.2克石墨，混合后将得到的混合物加入0.005克聚四氟乙烯乳液(购自Dubon)中，得到糊浆。将得到的糊浆涂覆在多孔聚四氟乙烯膜(3890型号，购自Dubon)表面上，在280℃温度下加热干燥2小时，制成作为工作电极的贵金属催化多孔电极。
制备氨气传感器
如图1所示装配氨气传感器，其中的壳体12为聚四氟乙烯壳体，采用Pt黑电极作为参比电极和对电极，采用上面制得的贵金属催化多孔电极作为工作电极。加入1-丁基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸盐作为电解质，组装成直接电流型氨气传感器。
将制得直接电流型氨气传感器安装在Labview测量设备(Labview 7.0，购自National Instruments Corporation)上，通入30ppm的氨气，在常温测量条件下测量，结果响应电流为2.8μA，响应时间为70s。
实施例5
制备工作电极
将0.12克平均粒径为80纳米的40％Pt-Ir加入0.15克石墨，混合后将得到的混合物加入0.005克聚四氟乙烯乳液(购自Dubon)中，得到糊浆。将得到的糊浆涂覆在多孔聚四氟乙烯膜(3890型号，购自Dubon)表面上，在300℃温度下加热干燥2小时，制成作为工作电极的贵金属催化多孔电极。
制备氨气传感器
如图1所示装配氨气传感器，其中的壳体12为聚四氟乙烯壳体，采用Pt黑电极作为参比电极和对电极，采用上面制得的贵金属催化多孔电极作为工作电极。加入1-丙基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸盐作为电解质，组装成直接电流型氨气传感器。
将制得直接电流型氨气传感器安装在Labview测量设备(Labview 7.0，购自National Instruments Corporation)上，通入30ppm的氨气，在常温测量条件下测量，结果响应电流为2.3μA，响应时间为85s。
实施例6
制备工作电极
将0.18克平均粒径为80纳米的40％Pt-Ru加入0.11克石墨，混合后将得到的混合物加入0.005克聚四氟乙烯乳液(购自Dubon)中，得到糊浆。将得到的糊浆涂覆在多孔聚四氟乙烯膜(3890型号，购自Dubon)表面上，在300℃温度下加热干燥2小时，制成作为工作电极的贵金属催化多孔电极。
制备氨气传感器
如图1所示装配氨气传感器，其中的壳体12为聚四氟乙烯壳体，采用Pt黑电极作为参比电极和对电极，采用上面制得的贵金属催化多孔电极作为工作电极。加入1-甲基-3-丁基咪唑四氟硼酸盐作为电解质，组装成直接电流型氨气传感器。
将制得直接电流型氨气传感器安装在Labview测量设备(Labview 7.0，购自National Instruments Corporation)上，通入30ppm的氨气，在常温测量条件下测量，结果响应电流为3.1μA，响应时间为65s。
实施例7
制备工作电极
将0.15克平均粒径为80纳米的40％Pt-Ru加入0.11克石墨，混合后将得到的混合物加入0.005克聚四氟乙烯乳液(购自Dubon)中，得到糊浆。将得到的糊浆涂覆在多孔聚四氟乙烯膜(3890型号，购自Dubon)表面上，在300℃温度下加热干燥2小时，制成作为工作电极的贵金属催化多孔电极。
制备氨气传感器
如图1所示装配氨气传感器，其中的壳体12为聚四氟乙烯壳体，采用Pt黑电极作为参比电极和对电极，采用上面制得的贵金属催化多孔电极作为工作电极。加入1-乙基-3-丙基咪唑四氟硼酸盐作为电解质，组装成直接电流型氨气传感器。
将制得直接电流型氨气传感器安装在Labview测量设备(Labview 7.0，购自National Instruments Corporation)上，通入30ppm的氨气，在常温测量条件下测量，结果响应电流为3.2μA，响应时间为68s。
实施例8
制备工作电极
将0.2克平均粒径为80纳米的40％Pt-Ru加入0.2克石墨，混合后将得到的混合物加入0.005克聚四氟乙烯乳液(购自Dubon)中，得到糊浆。将得到的糊浆涂覆在多孔聚四氟乙烯膜(3890型号，购自Dubon)表面上，在300℃下加热干燥2小时，制成作为工作电极的贵金属催化多孔电极。
制备氨气传感器
如图1所示装配氨气传感器，其中的壳体12为聚四氟乙烯壳体，采用Pt黑电极作为参比电极和对电极，采用上面制得的贵金属催化多孔电极作为工作电极。加入1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐作为电解质，组装成直接电流型氨气传感器。
将制得直接电流型氨气传感器安装在Labview测量设备(Labview 7.0，购自National Instruments Corporation)上，通入35ppm的氨气，在300mV偏压下在常温测量条件下在通气350秒后，测量传感器的灵敏度和T90值。结果如图3中的曲线IL(上方那条IL曲线)以及下表所示。
实施例9
制备工作电极
将0.2克平均粒径为80纳米的40％Pt-Ru加入0.2克石墨，混合后将得到的混合物加入0.005克聚四氟乙烯乳液(购自Dubon)中，得到糊浆。将得到的糊浆涂覆在多孔聚四氟乙烯膜(3890型号，购自Dubon)表面上，在300℃下加热干燥2小时，制成作为工作电极的贵金属催化多孔电极。
制备氨气传感器
如图1所示装配氨气传感器，其中的壳体12为聚四氟乙烯壳体，采用Pt黑电极作为参比电极和对电极，采用上面制得的贵金属催化多孔电极作为工作电极。加入1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐作为电解质，组装成直接电流型氨气传感器。
将制得直接电流型氨气传感器安装在Labview测量设备(Labview 7.0，购自National Instruments Corporation)上，通入40ppm的氨气，在300mV偏压下在常温测量条件下在通气350秒后，测量传感器的灵敏度和T90值。结果如图3中的曲线IL(下方那条IL曲线)以及下表所示。
比较例1
制备工作电极
将0.2克平均粒径为80纳米的40％Pt-Ru加入0.2克石墨，混合后将得到的混合物加入0.005克聚四氟乙烯乳液(购自Dubon)中，得到糊浆。将得到的糊浆涂覆在多孔聚四氟乙烯膜(3890型号，购自Dubon)表面上，在300℃下加热干燥2小时，制成作为工作电极的贵金属催化多孔电极。
制备氨气传感器
如图1所示装配氨气传感器，其中的壳体12为聚四氟乙烯壳体，采用Pt黑电极作为参比电极和对电极，采用上面制得的贵金属催化多孔电极作为工作电极。加入1-正戊基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐作为电解质，组装成直接电流型氨气传感器。
将制得直接电流型氨气传感器安装在Labview测量设备(Labview 7.0，购自National Instruments Corporation)上，通入35ppm的氨气，在300mV偏压下在常温测量条件下在通气350秒后测量传感器的灵敏度和T90值，结果如图3(下方那条标为other的曲线)。
比较例2
制备工作电极
将0.2克平均粒径为80纳米的40％Pt-Ru加入0.2克石墨，混合后将得到的混合物加入0.005克聚四氟乙烯乳液(购自Dubon)中，得到糊浆。将得到的糊浆涂覆在多孔聚四氟乙烯膜(3890型号，购自Dubon)表面上，在300℃下加热干燥2小时，制成作为工作电极的贵金属催化多孔电极。
制备氨气传感器
如图1所示装配氨气传感器，其中的壳体12为聚四氟乙烯壳体，采用Pt黑电极作为参比电极和对电极，采用上面制得的贵金属催化多孔电极作为工作电极。加入1-正戊基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐作为电解质，组装成直接电流型氨气传感器。
将制得直接电流型氨气传感器安装在Labview测量设备(Labview 7.0，购自National Instruments Corporation)上，通入40ppm的氨气，在300mV偏压下在常温测量条件下在通气350秒后测量传感器的灵敏度和T90值，结果如图3(上方那条标为other的曲线)。
表1 氨气传感器的灵敏度和T90数据
由上表的数据可见，本发明实施例8的传感器其T90很小，而比较例1传感器的T90较大。
另外，图2和图3可知：
(1)本发明实施例8和实施例9传感器的T90很快，回零速度也较快，可以很好的回到零点.当NH3浓度为35ppm时，信号略有衰减.
(2)对比例1和对比例2传感器的T90较慢，前40s信号快速上升，之后信号缓慢上升，至400s到达平台，撤掉NH3后的回零速度也很慢，很难回到零点。
Claims (6)
1.一种离子液体，它具有下列通式：
[R1 R2 Im]Y
其中，R1是氮原子上的取代基，它是具有1-4个碳原子的烷基；
R2是氮原子上的取代基，它是具有1-4个碳原子的烷基；
Y是阴离子基团，它选自CF3SO3 -，X-，C3F7CO2和BF4 -，其中，X是卤素。
2.如权利要求1所述的离子液体，其特征在于R1是选自甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基和叔丁基；
R2选自甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基和叔丁基。
3.如权利要求1或2所述的离子液体，其特征在于它是[BuMeIm]Y。
4.如权利要求3所述的离子液体，其特征在于它是[BuMeIm][BF4]。
5.一种电化学氨气传感器(10)，它包括：
壳体(12)，壳体(12)具有内部空腔，所述内部空腔包含贮存有离子液体的电解质槽(14)；
对电极(16)；
参比电极(20)；和
工作电极(24)，
所述对电极和参比电极由电解液膜(18)隔开，对参比电极和工作电极由电解液膜(22)隔开；
其特征在于所述离子液体是权利要求1-4中任一项所述的离子液体。
6.如权利要求1-4中任一项所述的离子液体在作为电化学氨气传感器电解液中的用途。
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