[发明专利]一种光固化图案化聚苯胺响应的pH敏感电极的加工方法

说明书

一种光固化图案化聚苯胺响应的pH敏感电极的加工方法，本发明提供一种高适配性的光固化图案化聚苯胺响应的pH敏感电极的加工方法，能够根据不同传感器的结构，通过本发明的加工方法在特定的位置形成图案化电极，针对性更强，通过此结构其机械稳定性和化学稳定性相对于普通结构的薄膜电极显著提高。本发明可广泛应用于工业生产、环境监测中pH敏感的传感器加工的传感器件，主要用于检测酸雨和水体中的pH值变化，既可以有颜色变化而且有电阻响应。

技术领域

本发明涉及一种光固化图案化聚苯胺响应的pH敏感电极的加工方法。

背景技术

随着人类对自身健康的重视和对生态环境的关注日益加深，国民经济可持续发展战略的需求，对环境pH的监测控制提出了更高的要求。这为pH传感器的研究、开发和生产提供了机遇和挑战。

高分子型pH传感器能够实现室温检测，能耗低，能够向微型化，小型化发展，已引起各国科学家的广泛关注和重视。聚苯胺作为一种典型的导电高分子材料，其价格便宜，合成简单，其具有高的导电性和可逆的氧化还原、掺杂与解掺杂特性，在pH传感器领域潜在的良好的应用前景。然而以聚苯胺为敏感材料制备的pH传感器虽然响应灵敏度高，但回复时间长，可逆性欠佳，pH响应范围有限，更重要的是它一般不溶不熔，难以加工，这对于其研究和应用带来了很大的障碍。为此，制备以可加工的纳米结构聚苯胺为敏感材料的pH传感器引起了广泛的关注。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种能够对pH值响应范围广，具有可逆响应，且灵敏度高，响应较快，用于pH传感器检测酸雨和水体中的pH值变化的pH敏感电极的加工方法，通过本发明加工方法能够根据需要的位置图案化电极位置，以适应不同类型的传感器结构的需求，pH测定的效果远优于市面上采用玻璃电极的pH值检测设备，能够更加直观、准确的检测溶液pH值。

本发明的技术方案为：一种光固化图案化聚苯胺响应的pH敏感电极的加工方法，包括以下具体步骤：

S1. 在0.01的苯胺水溶液中，加入0.05的过硫酸铵，在4℃条件下保温6-10小时，高速搅拌获得纳米聚苯胺颗粒；

S2.将纳米聚苯胺颗粒，以25-60%的体积比浓度分散于聚丙烯酸酯溶液中构成混合体系，加入占混合体系1.3-3.4%质量百分浓度的自由基引发剂，混合均匀，获得pH敏感组合物；特别的，所述体积比浓度是指纳米聚苯胺颗粒混入聚丙烯酸酯溶液后的浓度。

S3.通过紫外光固化，采用具有图案的挡板阻挡紫外光，形成图案化的pH敏感电极。

进一步的，所述的光固化图案化聚苯胺响应的pH敏感电极的加工方法，包括以下具体步骤：

S1. 在0.05-0.2M的苯胺水溶液中，加入0.1-0.2M的过硫酸铵，在0-4℃条件下保温8小时，以110-130r/min高速搅拌获得纳米聚苯胺颗粒；

S2.将纳米聚苯胺颗粒，以30-50%的体积比浓度分散于聚丙烯酸酯溶液中构成混合体系，加入占混合体系1.3-3.4%质量百分浓度的自由基引发剂，混合均匀，获得pH敏感组合物；

S3.通过紫外光固化，采用具有图案的挡板阻挡紫外光，形成图案化的pH敏感电极。