[发明专利]基于泡沫塑料超级纳米碳电极的单室型BOD传感器装置及制备方法

权利要求书

1.基于泡沫塑料超级纳米碳电极的单室型BOD传感器；其特征是阴极由催化层、泡沫镍和扩散层组成，阳极由催化层和泡沫镍组成，阴极、阳极催化层材料均为泡沫塑料超级纳米碳；用钛线横穿传感器阳极，置于传感器内腔封闭的一端；将阴极的催化层作为接触水的一面安装在传感器的另一端，阴极的钛线置于泡沫塑料超级纳米碳-PTFE空气阴极的扩散层一面并且需要接触泡沫镍；制备方法步骤如下：

(1)制备泡沫塑料超级纳米碳：称取泡沫塑料，然后在氮气氛围下、温度为150～350℃的条件下煅烧10～20min得到黑色粉状，然后加入氢氧化钾，在常温下条件下搅拌1h，然后在120℃条件下干燥，将产物在氮气氛围下热处理2h，得到产物；

(2)制备传感器阴极：分别制备气体扩散层和催化层，将二者叠加在一起，用压片机压成厚度为0.6mm的薄片，在350℃下箱式电阻炉中恒温烧结20min，完成了传感器阴极的制备；

(3)制备传感器阳极：将泡沫塑料超级纳米碳粉，加入丙酮将其浸没，在室温下对其超声分散得到纳米碳，然后按照纳米碳和60％PTFE乳液质量比6:1的比例滴加PTFE乳液均匀混合后，在80℃恒温水浴中进行蒸发干燥；最后将混合物叠加在泡沫镍上使用压片机中压成厚度为0.5mm的传感器阳极；

(4)组装传感器：用螺母固定长方体有机玻璃腔体、阳极和阴极，以钛线分别连接阴极和阳极，并在阴、阳极之间连接1000Ω的电阻，组装完成了BOD传感器。

2.如权利要求1所述的传感器，其特征是泡沫塑料和氢氧化钾的质量比为1：3。

3.如权利要求1所述的传感器，其特征是气体扩散层的制备条件为：将导电银粉均匀分散在丙酮中，与60％的PDMS乳液以质量比为3:7均匀混合，并在80℃条件下水浴干燥得到得膏状混合物；将膏状混合物放入泡沫镍上用压片机压成厚度为0.35mm的气体扩散层。

4.如权利要求1所述的传感器，其特征是催化层的制备条件为：将泡沫塑料超级纳米碳粉均匀分散在丙酮中，与60％的PDMS乳液以质量比为6:1均匀混合，将混合物在80℃条件下水浴干燥得后放在泡沫镍上用压片机压成厚度为0.35mm的催化层。