CN117825469A - 一种Ag/AgCl参比电极组合物及Ag/AgCl参比电极和应用 - Google Patents
一种Ag/AgCl参比电极组合物及Ag/AgCl参比电极和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117825469A CN117825469A CN202410231712.8A CN202410231712A CN117825469A CN 117825469 A CN117825469 A CN 117825469A CN 202410231712 A CN202410231712 A CN 202410231712A CN 117825469 A CN117825469 A CN 117825469A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- content
- reference electrode
- agcl
- agcl reference
- composition
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 229910021607 Silver chloride Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 124
- HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M silver monochloride Chemical compound [Cl-].[Ag+] HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M 0.000 title claims abstract description 124
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 40
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 13
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 12
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 claims abstract description 11
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 10
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims abstract description 10
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 29
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 claims description 21
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 claims description 21
- WYTZZXDRDKSJID-UHFFFAOYSA-N (3-aminopropyl)triethoxysilane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCN WYTZZXDRDKSJID-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 claims description 18
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 claims description 18
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 claims description 18
- SJEBAWHUJDUKQK-UHFFFAOYSA-N 2-ethylanthraquinone Chemical compound C1=CC=C2C(=O)C3=CC(CC)=CC=C3C(=O)C2=C1 SJEBAWHUJDUKQK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- -1 polydimethylsiloxane Polymers 0.000 claims description 10
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 10
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 8
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims description 6
- FRASJONUBLZVQX-UHFFFAOYSA-N 1,4-naphthoquinone Chemical compound C1=CC=C2C(=O)C=CC(=O)C2=C1 FRASJONUBLZVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N Hydrazine Chemical compound NN OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000002318 adhesion promoter Substances 0.000 claims description 4
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- ODUCDPQEXGNKDN-UHFFFAOYSA-N nitroxyl Chemical compound O=N ODUCDPQEXGNKDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 150000004059 quinone derivatives Chemical class 0.000 claims description 4
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 3
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 claims description 3
- XDLMVUHYZWKMMD-UHFFFAOYSA-N 3-trimethoxysilylpropyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCOC(=O)C(C)=C XDLMVUHYZWKMMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- DDTHMESPCBONDT-UHFFFAOYSA-N 4-(4-oxocyclohexa-2,5-dien-1-ylidene)cyclohexa-2,5-dien-1-one Chemical compound C1=CC(=O)C=CC1=C1C=CC(=O)C=C1 DDTHMESPCBONDT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- ATPGYYPVVKZFGR-UHFFFAOYSA-N 9-azabicyclo[3.3.1]nonane Chemical compound C1CCC2CCCC1N2 ATPGYYPVVKZFGR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 108010061951 Methemoglobin Proteins 0.000 claims description 2
- 229910000861 Mg alloy Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 claims description 2
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 claims description 2
- 229910009369 Zn Mg Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910007573 Zn-Mg Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 2
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 2
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000004205 dimethyl polysiloxane Substances 0.000 claims description 2
- BFXIKLCIZHOAAZ-UHFFFAOYSA-N methyltrimethoxysilane Chemical compound CO[Si](C)(OC)OC BFXIKLCIZHOAAZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- PHQOGHDTIVQXHL-UHFFFAOYSA-N n'-(3-trimethoxysilylpropyl)ethane-1,2-diamine Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCNCCN PHQOGHDTIVQXHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229960003753 nitric oxide Drugs 0.000 claims description 2
- 229920000435 poly(dimethylsiloxane) Polymers 0.000 claims description 2
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 claims description 2
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 claims description 2
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 claims description 2
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 claims description 2
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 abstract description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 9
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 38
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 18
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 17
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 12
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 9
- 238000006479 redox reaction Methods 0.000 description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 6
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 3
- PSBDWGZCVUAZQS-UHFFFAOYSA-N (dimethylsulfonio)acetate Chemical compound C[S+](C)CC([O-])=O PSBDWGZCVUAZQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 2
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 229940117986 sulfobetaine Drugs 0.000 description 2
- DSUFPYCILZXJFF-UHFFFAOYSA-N 4-[[4-[[4-(pentoxycarbonylamino)cyclohexyl]methyl]cyclohexyl]carbamoyloxy]butyl n-[4-[[4-(butoxycarbonylamino)cyclohexyl]methyl]cyclohexyl]carbamate Chemical compound C1CC(NC(=O)OCCCCC)CCC1CC1CCC(NC(=O)OCCCCOC(=O)NC2CCC(CC3CCC(CC3)NC(=O)OCCCC)CC2)CC1 DSUFPYCILZXJFF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WHNWPMSKXPGLAX-UHFFFAOYSA-N N-Vinyl-2-pyrrolidone Chemical compound C=CN1CCCC1=O WHNWPMSKXPGLAX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004433 Thermoplastic polyurethane Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- VZHHNBNSMNNUAD-UHFFFAOYSA-N cobalt 2-[2-[(2-hydroxyphenyl)methylideneamino]ethyliminomethyl]phenol Chemical compound [Co].OC1=CC=CC=C1C=NCCN=CC1=CC=CC=C1O VZHHNBNSMNNUAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000003618 dip coating Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000007641 inkjet printing Methods 0.000 description 1
- 238000011031 large-scale manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 229920002803 thermoplastic polyurethane Polymers 0.000 description 1
Landscapes
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
本发明涉及参比电极领域,具体涉及一种Ag/AgCl参比电极组合物及Ag/AgCl参比电极和应用,以Ag/AgCl参比电极组合物的重量为基准,Ag的含量为20‑60wt%、AgCl的含量为5‑25wt%、Pt的含量为1‑15wt%、粘合剂的含量为5‑25wt%、电位再生金属的含量为1‑10wt%、介体材料的含量为0.1‑4wt%、增粘剂的含量为0.001‑2wt%、亲水性添加剂的含量为1‑8wt%。本发明制得Ag/AgCl参比电极的电位运行稳定性好、运行寿命长、Ag/AgCl参比电极不易开裂具有良好的柔性与较快的响应时间。
Description
技术领域
本发明属于参比电极技术领域,具体涉及一种Ag/AgCl参比电极组合物及Ag/AgCl参比电极和应用。
背景技术
随着可穿戴传感技术的不断提高,如何发展高性能、柔性、自支撑参比电极是亟需解决的关键技术之一。其中,电流型生物传感所用的Ag/AgCl参比电极具有可逆性、稳定性和重现性好,温度系数小,适用温度范围宽等优点,使其在电化学传感检测方面得到了广泛的关注。
现有的柔性参比电极一般采用丝网印刷或喷墨打印技术,将导电银浆(或银/氯化银浆)按预先设计好的图案印刷或打印柔性基底上,从而得到一种柔性参比电极。但是,该柔性参比电极制备方法繁琐,能耗大(例如丝网印刷网板制作、大型印刷设备功耗等);且制得的Ag/AgCl参比电极柔性差易开裂,同时Ag/AgCl参比电极还有电位运行稳定性差、运行寿命低,响应时间慢等缺点。
发明内容
因此,本发明要解决的技术问题在于克服制备Ag/AgCl参比电极的现有技术步骤繁琐、能耗大;Ag/AgCl参比电极柔性差易开裂;Ag/AgCl参比电极的电位运行稳定性差、运行寿命低,响应时间慢等缺点;从而提供了一种Ag/AgCl参比电极组合物及Ag/AgCl参比电极和应用。
本发明第一方面保护一种Ag/AgCl参比电极组合物,其中,以Ag/AgCl参比电极组合物的重量为基准,Ag的含量为20-60wt%、AgCl的含量为5-25wt%、Pt的含量为1-15wt%、粘合剂的含量为5-25wt%、电位再生金属的含量为1-10wt%、介体材料的含量为0.1-4wt%、增粘剂的含量为0.001-2wt%、亲水性添加剂的含量为1-8wt%。
本发明中,Ag/AgCl参比电极上的工作电势由反应物浓度和温度等因素驱动。其中,AgCl氧化还原反应可提供稳定的运行电势,在运行过程中,当AgCl被逐渐耗尽时,AgCl氧化还原反应在参比电极处变得越来越不占优势,而O2氧化还原反应(O2→O2 -)变得更加占优势时,参比电极电势会随之下降,导致工作电极电势下降,电位再生金属能够提高电极在运行过程中Ag颗粒的O2氧化速率,提高需氧AgCl再生反应速率,再生的AgCl可以延长Ag/AgCl参比电极的运行寿命;而Pt催化O2氧化还原反应比Ag催化O2氧化还原反应具有更高的电位,当AgCl消耗完后,Pt可维持工作电极的电势在高位运行来保证传感器的灵敏度,此外,Pt的添加增强了参比电极的导电性;介体材料具有比Ag更高的电势催化O2氧化还原,可接受来自参比电极Ag上的电子,比Ag更能有效地将电子转移到O2,改善O2氧化还原的催化作用,从而增加电极动力学和运行电位。
本发明中,将组合物中各组分在溶剂中溶解混合均匀,溶剂种类为常规溶剂,典型非限定性地,所述溶剂包括四氢呋喃和/或N,N-二甲基甲酰胺,溶剂的具体用量使得溶液中的总固含量为10wt%,其中,溶液是指包括组合物与溶剂的整个体系。
根据本发明,以Ag/AgCl参比电极组合物的重量为基准,Ag的含量为45-55wt%、AgCl的含量为10-20wt%、Pt的含量为2-10wt%、粘合剂的含量为10-20wt%、电位再生金属的含量为3-6wt%、介体材料的含量为1-3wt%、增粘剂的含量为0.01-1wt%、亲水性添加剂的含量为2-6wt%。
本发明中,以Ag/AgCl参比电极组合物的重量为基准,Ag的含量为50wt%、AgCl的含量为15wt%、Pt的含量为10wt%、粘合剂的含量为15wt%、电位再生金属的含量为5wt%、介体材料的含量为2wt%、增粘剂的含量为0.2wt%、亲水性添加剂的含量为2.8wt%。
根据本发明,所述粘合剂包括聚氨酯、聚酰亚胺、聚二甲基硅氧烷、聚对苯二甲酸乙二醇酯中的至少一种。
根据本发明,所述电位再生金属包括Zn、Al、Mn、Mg、Ti、Cu或者由Zn、Al、Mn、Mg、Ti、Cu中至少两种制得的合金中的至少一种。
根据本发明,所述合金包括Zn-Mg合金和/或Ti-Mg合金。
根据本发明,所述介体材料包括醌衍生物、含过渡金属卟啉化合物、含硝酰基化合物和肼中的至少一种。
根据本发明,所述醌衍生物包括联苯醌、1,4-萘醌、2-乙基蒽醌中的至少一种。
根据本发明,所述含过渡金属卟啉化合物包括氯化高铁血红素和/或N,N’-二水杨醛乙二胺钴(Co(Salen)2)。
根据本发明,所述含硝酰基化合物包括2,2,6,6-四甲基哌啶-氮-氧化物和/或9-氮杂双环[3.3.1]壬烷N-氧基。
根据本发明,所述增粘剂包括硅烷化合物。
根据本发明,所述增粘剂包括(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。
根据本发明,所述亲水性添加剂包括聚乙二醇和/或聚乙烯吡咯烷酮。
本发明第二方面保护一种Ag/AgCl参比电极,其中,所述参比电极由前述的组合物混合后固化成型制得。
根据本发明,混合条件包括:混合温度为30-60℃,混合搅拌速度为200-800rpm,混合时间为12-18h。
根据本发明,固化成型条件包括:固化成型温度为20-80℃,固化成型时间为1-24h。
本发明中,固化成型为本领域常规方法,旋涂、浸涂或预模板法,典型非限定性地,旋涂的具体方法为:搅拌至均匀状态,冷却后旋涂,旋涂速度50-200rpm。
本发明第三方面保护一种前述Ag/AgCl参比电极在传感技术领域中的应用。
根据本发明,所述Ag/AgCl参比电极在柔性可穿戴传感技术领域中的应用。
本发明技术方案,具有如下优点:
1、本发明中,以Ag/AgCl参比电极组合物的重量为基准,Ag的含量为20-60wt%、AgCl的含量为5-25wt%、Pt的含量为1-15wt%、粘合剂的含量为5-25wt%、电位再生金属的含量为1-10wt%、介体材料的含量为0.1-4wt%、增粘剂的含量为0.001-2wt%、亲水性添加剂的含量为1-8wt%。本发明通过各组分之间的配合以及含量的限定,制得的Ag/AgCl参比电极电位运行稳定性好、运行寿命长、Ag/AgCl参比电极不易开裂具有良好的柔性与较快的响应时间。其中,电位再生金属能够提高电极在运行过程中Ag颗粒的O2氧化速率,提高需氧AgCl再生反应速率,再生的AgCl可以延长Ag/AgCl参比电极的运行寿命;Pt催化O2氧化还原反应比Ag催化O2氧化还原反应具有更高的电位,所以,当AgCl消耗完后,Pt可维持工作电极的电势在高位运行来保证传感器的灵敏度,此外,Pt的添加增强了参比电极的导电性;介体材料具有比Ag更高的电势催化O2氧化还原,可接受来自参比电极Ag上的电子,比Ag更能有效地将电子转移到O2,改善O2氧化还原的催化作用,从而增加电极动力学和运行电位。
2、本发明中,以Ag/AgCl参比电极组合物的重量为基准,进一步限定Ag的含量为45-55wt%、AgCl的含量为10-20wt%、Pt的含量为2-10wt%、粘合剂的含量为10-20wt%、电位再生金属的含量为3-6wt%、介体材料的含量为1-3wt%、增粘剂的含量为0.01-1wt%、亲水性添加剂的含量为2-6wt%,能够提高参比电极的电势稳定性和准确性。在AgCl消耗完后仍能给工作电极提供有效的运行电势,提高运行寿命,同时Ag/AgCl参比电极展现出良好的柔性与较快的响应时间。
3、本发明的Ag/AgCl参比电极的制备方法简单方便,有利于大规模生产。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例1的Ag/AgCl参比电极与商用的Ag/AgCl参比电极的电位差;
图2是本发明实施例1的Ag/AgCl参比电极的运行寿命测试图。
具体实施方式
提供下述实施例是为了更好地进一步理解本发明,并不局限于所述最佳实施方式,不对本发明的内容和保护范围构成限制,任何人在本发明的启示下或是将本发明与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本发明相同或相近似的产品,均落在本发明的保护范围之内。
实施例中未注明具体实验步骤或条件者,按照本领域内的文献所描述的常规实验步骤的操作或条件即可进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市购获得的常规试剂产品。
商用的Ag/AgCl参比电极(天津艾达恒晟科技发展有限公司,牌号为R0302);
Ag单质(麦克林,micro-Ag粉,5μm);
AgCl(麦克林,AR,99.5%);
聚氨酯(Tecoflex™热塑性聚氨酯SG-85A);
聚乙烯吡咯烷酮(Sigma-Aldrich K90);
Cu(中诺新材,99.85%,3-5μm)。
实施例1
本实施例提供一种Ag/AgCl参比电极的制备方法,其具体制备步骤和操作参数如下:
将Ag、AgCl、Pt、聚氨酯、Cu、2-乙基蒽醌、(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷、聚乙烯吡咯烷酮、四氢呋喃混合,混合温度为50℃,混合搅拌速度为500rpm,混合时间为12h,搅拌至均匀状态,冷却后旋涂,旋涂速度200rpm,在30℃下固化20h后,得到Ag/AgCl参比电极-1;
其中,以Ag/AgCl参比电极组合物的重量为基准,Ag的含量为50wt%、AgCl的含量为15wt%、Pt的含量为10wt%、聚氨酯的含量为15wt%、Cu含量为5wt%、2-乙基蒽醌的含量为2wt%、(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷的含量为0.2wt%、聚乙烯吡咯烷酮的含量为2.8wt%;四氢呋喃用量为20mL,使得溶液总固含量为10wt%。
从图1能够得知,Ag/AgCl参比电极-1在开路电位测试中,不到200秒即能呈现直线状,显示出优异的电位运行稳定性以及较快的响应时间;从图2能够得知,在预先设定的运行寿命测试条件下,2000秒之前都是直线,表现出优异的电位运行稳定性。
实施例2
本实施例提供一种Ag/AgCl参比电极的制备方法,其具体制备步骤和操作参数如下:
将Ag、AgCl、Pt、聚氨酯、Cu、2-乙基蒽醌、(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷、聚乙烯吡咯烷酮、四氢呋喃混合,混合温度为50℃,混合搅拌速度为500rpm,混合时间为12h,搅拌至均匀状态,冷却后旋涂,旋涂速度200rpm,在30℃下固化20h后,得到Ag/AgCl参比电极-2;
其中,以Ag/AgCl参比电极组合物的重量为基准,Ag的含量为20wt%、AgCl的含量为25wt%、Pt的含量为15wt%、聚氨酯的含量为25wt%、Cu的含量为5wt%、2-乙基蒽醌的含量为4wt%、(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷的含量为2wt%、聚乙烯吡咯烷酮的含量为4wt%;四氢呋喃用量为20mL,使得溶液总固含量为10wt%。
实施例3
本实施例提供一种Ag/AgCl参比电极的制备方法,其具体制备步骤和操作参数如下:
将Ag、AgCl、Pt、聚氨酯、Cu、2-乙基蒽醌、(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷、聚乙烯吡咯烷酮、四氢呋喃混合,混合温度为50℃,混合搅拌速度为500rpm,混合时间为12h,搅拌至均匀状态,冷却后旋涂,旋涂速度200rpm,在30℃下固化20h后,得到Ag/AgCl参比电极-3;
其中,以Ag/AgCl参比电极组合物的重量为基准,Ag的含量为60wt%、AgCl的含量为10wt%、Pt的含量为5wt%、聚氨酯的含量为5wt%、Cu的含量为10wt%、2-乙基蒽醌的含量为4wt%、(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷的含量为1wt%、聚乙烯吡咯烷酮的含量为5wt%;四氢呋喃用量为20mL,使得溶液总固含量为10wt%。
对比例1
本对比例提供一种Ag/AgCl参比电极的制备方法,其具体制备步骤和操作参数如下:
采用“将Ag、AgCl、聚氨酯、Cu、2-乙基蒽醌、(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷、聚乙烯吡咯烷酮、四氢呋喃混合”替换“将Ag、AgCl、Pt、聚氨酯、Cu、2-乙基蒽醌、(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷、乙烯吡咯烷酮、四氢呋喃混合”,得到Ag/AgCl参比电极-D1;
其中,以Ag/AgCl参比电极组合物的重量为基准,Ag的含量为60wt%、AgCl的含量为15wt%、聚氨酯的含量为15wt%、Cu的含量为5wt%、2-乙基蒽醌的含量为2wt%、(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷的含量为0.2wt%、聚乙烯吡咯烷酮的含量为2.8wt%;四氢呋喃用量为20mL,使得溶液总固含量为10wt%。
对比例2
本对比例提供一种Ag/AgCl参比电极的制备方法,其具体制备步骤和操作参数如下:
采用“Ag、AgCl、Pt、聚氨酯、2-乙基蒽醌、(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷、聚乙烯吡咯烷酮、四氢呋喃混合”替换“Ag、AgCl、Pt、聚氨酯、Cu、2-乙基蒽醌、(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷、聚乙烯吡咯烷酮、四氢呋喃混合”,得到Ag/AgCl参比电极-D2;
其中,以Ag/AgCl参比电极组合物的重量为基准,Ag的含量为55wt%、AgCl的含量为15wt%、Pt的含量为10wt%、聚氨酯的含量为15wt%、2-乙基蒽醌的含量为2wt%、(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷的含量为0.2wt%、聚乙烯吡咯烷酮的含量为2.8wt%;四氢呋喃用量为20mL,使得溶液总固含量为10wt%。
对比例3
本对比例提供一种Ag/AgCl参比电极的制备方法,其具体制备步骤和操作参数如下:
采用“将Ag、AgCl、Pt、聚氨酯、Cu、聚甲基丙烯酸磺基甜菜碱、(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷、聚乙烯吡咯烷酮、四氢呋喃混合”替换“将Ag、AgCl、Pt、聚氨酯、Cu、2-乙基蒽醌、(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷、聚乙烯吡咯烷酮、四氢呋喃混合”,得到Ag/AgCl参比电极-D3;
其中,以Ag/AgCl参比电极组合物的重量为基准,Ag的含量为50wt%、AgCl的含量为15wt%、Pt的含量为10wt%、聚氨酯的含量为15wt%、Cu含量为5wt%、聚甲基丙烯酸磺基甜菜碱的含量为2wt%、(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷的含量为0.2wt%、聚乙烯吡咯烷酮的含量为2.8wt%;四氢呋喃用量为20mL,使得溶液总固含量为10wt%。
对比例4
本对比例提供一种Ag/AgCl参比电极的制备方法,其具体制备步骤和操作参数如下:
将Ag、AgCl、Pt、聚氨酯、Cu、2-乙基蒽醌、(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷、聚乙烯吡咯烷酮、四氢呋喃混合,混合温度为50℃,混合搅拌速度为500rpm,混合时间为12h;搅拌至均匀状态,冷却后旋涂,旋涂速度200rpm。在30℃下固化20h后,得到Ag/AgCl参比电极-D4;
其中,以Ag/AgCl参比电极组合物的重量为基准,Ag的含量为50wt%、AgCl的含量为15wt%、Pt的含量为16wt%、聚氨酯的含量为5wt%、Cu含量为5wt%、2-乙基蒽醌的含量为2wt%、(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷的含量为2wt%、聚乙烯吡咯烷酮的含量为6.6wt%;四氢呋喃用量为20mL,使得溶液总固含量为10wt%。
对比例5
本对比例提供一种Ag/AgCl参比电极的制备方法,其具体制备步骤和操作参数如下:
将Ag、AgCl和聚氨酯、四氢呋喃混合,混合温度为50℃,混合搅拌速度为500rpm,混合时间为12h;搅拌至均匀状态,冷却后旋涂,旋涂速度200rpm。在30℃下固化20h后,得到Ag/AgCl参比电极-D5;
其中,以Ag/AgCl参比电极组合物的重量为基准,Ag的含量为65wt%、AgCl的含量为20wt%、聚氨酯的含量为15wt%;四氢呋喃用量为20mL,使得溶液总固含量为10wt%。
测试例
Ag/AgCl参比电极运行寿命和AgCl消耗前后电位差的测试方法:基于(Ag++e→Ag)原理,采用阴极还原方法。利用电化学工作站,Ag/AgCl作为工作电极,利用恒电流(-100μA)方法对电极扫描,当输出电压急剧下降说明AgCl被消耗完,直接读取AgCl消耗前后电位差和电压急剧下降时的运行的时间来确定参比电极的运行寿命。
电位运行稳定性及响应时间的测试方法:利用开路电位(OCP)方法测试制备的Ag/AgCl参比电极与商用的Ag/AgCl参比电极之间的电位差。具体方法为,在3mol/L的KCl溶液中,Ag/AgCl参比电极作为工作电极,商用的Ag/AgCl参比电极作为参比电极,利用电化学工作站中OCP模式进行测量,直至电压稳定为止。其中从测量开始到电压稳定初期的时间为响应时间。
柔性的测试方法为:沿着中心轴线,将Ag/AgCl参比电极进行弯折测试,肉眼观察Ag/AgCl参比电极的断裂情况,共弯折100次;如中途发生断裂则记录具体弯折次数,如未发生断裂则接着进行测试,直至完成100次弯折,记录Ag/AgCl参比电极情况。
对实施例与对比例制得的Ag/AgCl参比电极进行测试,结果如表1所示。
表1
运行寿命(秒) | AgCl消耗前后电位差(伏特) | 开路电位差(伏特) | 响应时间(秒) | 柔性 | |
实施例1 | 2200 | -0.18 | 0.009 | 5 | 未断裂 |
实施例2 | 2200 | -0.37 | 0.01 | 6 | 未断裂 |
实施例3 | 2000 | -0.41 | 0.01 | 9 | 95次断裂 |
对比例1 | 1950 | -0.97 | 0.015 | 12 | 未断裂 |
对比例2 | 1600 | -0.57 | 0.01 | 16 | 未断裂 |
对比例3 | 1500 | -0.64 | 0.02 | 8 | 90次断裂 |
对比例4 | 1400 | -0.43 | 0.013 | 12 | 40次断裂 |
对比例5 | 400 | -1.5 | 0.04 | 100 | 80次断裂 |
AgCl消耗前后电位差,是AgCl消耗前后的电极的电位的变化量,能够表征制得的Ag/AgCl参比电极电位运行稳定性和可长期使用的可能性,实施例中数值的绝对值小,电位运行稳定性好;开路电位数值能够表征电位绝对稳定性,数值越接近0,效果越好,实施例中的数值更接近0,电位运行稳定性好。
从表1数据中能够看出,本发明制得Ag/AgCl参比电极的电位运行稳定性好、运行寿命长,以及在AgCl消耗完后仍能给工作电极提供有效的运行电势,同时Ag/AgCl参比电极不容易开裂具有良好的柔性与较快的响应时间。
实施例1与实施例3进行比较可知,进一步限定组合物中各组分的含量能够提高Ag/AgCl参比电极的运行寿命,以及在AgCl消耗完后仍能提供有效的运行电势,电位运行稳定性好,此外,电极的响应时间也减半。
实施例1与对比例1-5进行比较可知,组合物中特定的组分能够Ag/AgCl参比电极的电位运行稳定性好、运行寿命长,以及在AgCl消耗完后仍能给工作电极提供有效的运行电势。同时Ag/AgCl参比电极具有良好的柔性与较快的响应时间。
显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例,而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种Ag/AgCl参比电极组合物,其特征在于,以Ag/AgCl参比电极组合物的重量为基准,Ag的含量为20-60wt%、AgCl的含量为5-25wt%、Pt的含量为1-15wt%、粘合剂的含量为5-25wt%、电位再生金属的含量为1-10wt%、介体材料的含量为0.1-4wt%、增粘剂的含量为0.001-2wt%、亲水性添加剂的含量为1-8wt%。
2.根据权利要求1所述的组合物,其特征在于,以Ag/AgCl参比电极组合物的重量为基准,Ag的含量为45-55wt%、AgCl的含量为10-20wt%、Pt的含量为2-10wt%、粘合剂的含量为10-20wt%、电位再生金属的含量为3-6wt%、介体材料的含量为1-3wt%、增粘剂的含量为0.01-1wt%、亲水性添加剂的含量为2-6wt%。
3.根据权利要求1所述的组合物,其特征在于,所述粘合剂包括聚氨酯、聚酰亚胺、聚二甲基硅氧烷、聚对苯二甲酸乙二醇酯中的至少一种;
和/或,所述电位再生金属包括Zn、Al、Mn、Mg、Ti、Cu或者由Zn、Al、Mn、Mg、Ti、Cu中至少两种制得的合金中的至少一种;
和/或,所述介体材料包括醌衍生物、含过渡金属卟啉化合物、含硝酰基化合物和肼中的至少一种;
和/或,所述增粘剂包括硅烷化合物;
和/或,所述亲水性添加剂包括聚乙二醇和/或聚乙烯吡咯烷酮。
4.根据权利要求3所述的组合物,其特征在于,所述合金包括Zn-Mg合金和/或Ti-Mg合金。
5.根据权利要求3所述的组合物,其特征在于,所述醌衍生物包括联苯醌、1,4-萘醌、2-乙基蒽醌中的至少一种;
和/或,所述含过渡金属卟啉化合物包括氯化高铁血红素和/或N,N’-二水杨醛乙二胺钴;
和/或,所述含硝酰基化合物包括2,2,6,6-四甲基哌啶-氮-氧化物和/或9-氮杂双环[3.3.1]壬烷N-氧基。
6.根据权利要求3所述的组合物,其特征在于,所述增粘剂包括(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。
7.一种Ag/AgCl参比电极,其特征在于,所述参比电极由权利要求1-6中任意一项所述的组合物混合后固化成型制得。
8.根据权利要求7所述的Ag/AgCl参比电极,其特征在于,混合条件包括:混合温度为30-60℃,混合搅拌速度为200-800rpm,混合时间为12-18h;
和/或,固化成型条件包括:固化成型温度为20-80℃,固化成型时间为1-24h。
9.一种权利要求7或8所述的Ag/AgCl参比电极在传感技术领域中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用,其特征在于,所述的Ag/AgCl参比电极在柔性可穿戴传感技术领域中的应用。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202410231712.8A CN117825469A (zh) | 2024-02-29 | 2024-02-29 | 一种Ag/AgCl参比电极组合物及Ag/AgCl参比电极和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202410231712.8A CN117825469A (zh) | 2024-02-29 | 2024-02-29 | 一种Ag/AgCl参比电极组合物及Ag/AgCl参比电极和应用 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN117825469A true CN117825469A (zh) | 2024-04-05 |
Family
ID=90515481
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202410231712.8A Pending CN117825469A (zh) | 2024-02-29 | 2024-02-29 | 一种Ag/AgCl参比电极组合物及Ag/AgCl参比电极和应用 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN117825469A (zh) |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1211592A (zh) * | 1997-08-29 | 1999-03-24 | 纳幕尔杜邦公司 | 用于制造医用电极的厚膜组合物 |
KR20020026047A (ko) * | 2000-09-30 | 2002-04-06 | 차근식 | 고분자 기준전극막용 조성물 및 이를 이용한 기준전극 |
US20020065332A1 (en) * | 2000-09-30 | 2002-05-30 | Yong Suk Choi | Polymeric reference electrode membrane and reference electrode with the membrane |
CN102439431A (zh) * | 2009-03-10 | 2012-05-02 | 赛诺瓦系统股份有限公司 | 用于提供在电化学传感器中内部校准的方法的装置 |
US20130245412A1 (en) * | 2009-07-02 | 2013-09-19 | Dexcom, Inc. | Analyte sensor with increased reference capacity |
CN110570973A (zh) * | 2019-09-17 | 2019-12-13 | 青岛纳印新材料科技有限公司 | 一种可丝网印刷的Ag-AgCl导电浆料及其制备方法 |
US20210015407A1 (en) * | 2019-07-16 | 2021-01-21 | Dexcom, Inc. | Analyte sensor electrode arrangements |
US20210172895A1 (en) * | 2017-12-21 | 2021-06-10 | Erba Technologies Austria Gmbh | Reference electrode for the potentiometric measurement of ion concentrations |
CN114496345A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-05-13 | 上海宝银电子材料有限公司 | 一种氯化银导电银浆及其制备方法 |
-
2024
- 2024-02-29 CN CN202410231712.8A patent/CN117825469A/zh active Pending
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1211592A (zh) * | 1997-08-29 | 1999-03-24 | 纳幕尔杜邦公司 | 用于制造医用电极的厚膜组合物 |
KR20020026047A (ko) * | 2000-09-30 | 2002-04-06 | 차근식 | 고분자 기준전극막용 조성물 및 이를 이용한 기준전극 |
US20020065332A1 (en) * | 2000-09-30 | 2002-05-30 | Yong Suk Choi | Polymeric reference electrode membrane and reference electrode with the membrane |
CN102439431A (zh) * | 2009-03-10 | 2012-05-02 | 赛诺瓦系统股份有限公司 | 用于提供在电化学传感器中内部校准的方法的装置 |
US20130245412A1 (en) * | 2009-07-02 | 2013-09-19 | Dexcom, Inc. | Analyte sensor with increased reference capacity |
US20210172895A1 (en) * | 2017-12-21 | 2021-06-10 | Erba Technologies Austria Gmbh | Reference electrode for the potentiometric measurement of ion concentrations |
US20210015407A1 (en) * | 2019-07-16 | 2021-01-21 | Dexcom, Inc. | Analyte sensor electrode arrangements |
CN110570973A (zh) * | 2019-09-17 | 2019-12-13 | 青岛纳印新材料科技有限公司 | 一种可丝网印刷的Ag-AgCl导电浆料及其制备方法 |
CN114496345A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-05-13 | 上海宝银电子材料有限公司 | 一种氯化银导电银浆及其制备方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6042714A (en) | Method and chemical sensor for determining concentrations of hydrogen peroxide and its precursor in a liquid | |
Moscone et al. | Construction and analytical characterization of Prussian blue-based carbon paste electrodes and their assembly as oxidase enzyme sensors | |
JP4374464B2 (ja) | バイオセンサ | |
Bartlett et al. | Oxidation of β-nicotinamide adenine dinucleotide (NADH) at poly (aniline)-coated electrodes | |
US5565085A (en) | Method for quantifying specific compound | |
Zare et al. | Caffeic acid modified glassy carbon electrode for electrocatalytic oxidation of reduced nicotinamide adenine dinucleotide (NADH) | |
EP2180315A1 (en) | Stress measurement kit and stress measurement method | |
EP1548427B1 (en) | Biosensor and method for manufacturing same | |
AU758153B2 (en) | Method of quantifying substrate and biosensor | |
US20050189240A1 (en) | Method and chemical sensor for determining concentrations of hydrogen peroxide and its precusor in a solution | |
EP0987333A2 (en) | Thick film conductor composition for use in biosensors | |
US6599408B1 (en) | Thick film conductor composition for use in biosensors | |
US20090050477A1 (en) | Disposable sensor for liquid samples | |
Salimi et al. | Amperometric detection of dopamine in the presence of ascorbic acid using a nafion coated glassy carbon electrode modified with catechin hydrate as a natural antioxidant | |
US20110031134A1 (en) | Electrochemical antioxidant sensors based on metallic oxide modified electrodes for the generation of hydroxyl radicals and the subsequent measurement of antioxidant activities | |
Sakslund et al. | Development and evaluation of glucose microsensors based on electrochemical codeposition of ruthenium and glucose oxidase onto carbon fiber microelectrodes | |
CN117825469A (zh) | 一种Ag/AgCl参比电极组合物及Ag/AgCl参比电极和应用 | |
US20090071823A1 (en) | Disposable enzymatic sensor for liquid samples | |
CA3025747C (en) | Galvanically functionalized sensors | |
Lin et al. | Nickel hexacyanoferrate modified screen-printed carbon electrode for sensitive detection of ascorbic acid and hydrogen peroxide | |
CN115236158B (zh) | 葡萄糖生物传感器、MXene纳米片及其制备方法 | |
Wang et al. | Screen-printed glucose strip based on palladium-dispersed carbon ink | |
EP4223847A1 (en) | Conductive ink functional material, use thereof and preparation method therefor | |
CN211825808U (zh) | 一种富氧抗干扰电化学检测装置 | |
CN107271510A (zh) | 碳纤维沉积金属酞菁制备电化学传感器 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |