[发明专利]一种低功耗高灵敏度的固体电解质传感器的制备方法

权利要求书

1.一种低功耗高灵敏度的固体电解质传感器的制备方法，其特征在于，步骤如下：

（1）通过在基板上涂覆一条蛇形的铂浆带，于1300℃烧结，形成一条蛇形铂电极，在电极两端分别黏上一根铂丝；

（2）在步骤（1）中得到的基板的另一面，涂覆第一铂浆带和第二铂浆带，完成铂浆带基板的制备；

（3）将并列排布的固体电解质中空纤维风干，1300℃烧结，完成固体电解质中空纤维的制备；

（4）将敏感电极材料涂覆在步骤（3）制备的固体电解质中空纤维的敏感电极端，在敏感电极外涂覆上一圈铂浆带，在固体电解质中空纤维的参考电极端也涂覆一圈铂浆带，完成涂覆有敏感电极和参考电极的固体电解质中空纤维的制备；

（5）将步骤（4）中制备的涂覆有敏感电极和参考电极的固体电解质中空纤维，与铂浆带基板上涂覆有第一铂浆带和第二铂浆带的一面相固定，使敏感电极上的铂浆带与第一铂浆带相连接，参考电极上的铂浆带与第二铂浆带相连接，经过1300℃烧结、固定，完成固体电解质传感器的制备；

所述电解质传感器包括基板和涂覆有敏感电极和参考电极的固体电解质中空纤维，其中基板的一面设有铂带、加热丝或加热设备，基板的另一面涂有第一铂浆带和第二铂浆带，固体电解质中空纤维上设有敏感电极端和参考电极端，固体电解质中空纤维的敏感电极端与第一铂浆带相接，固体电解质中空纤维的参考电极端与第二铂浆带相接；所述固体电解质中空纤维的壁厚为200nm-1mm；

所述步骤（3）中，并列排布的固体电解质中空纤维的制备如下：

a. 取一定量的N-甲基吡咯烷酮、聚乙烯吡咯烷酮和聚醚砜，混合搅拌均匀至完全溶解形成聚合物溶液，之后向其中加入YSZ电解质粉体，搅拌均匀得到铸膜液，其中YSZ电解质粉体：N-甲基吡咯烷酮：聚乙烯吡咯烷酮：聚醚砜的质量比为：4.5:3.5:0.3:0.7；YSZ中钇的掺杂量为1-12 wt%；

b. 向中空纤维纺丝设备的喷丝头的内环中注入去离子水作为内轴，然后将铸膜液注入纺丝装置的储料罐中，连接喷丝头的外环，真空除气泡后，进行纺丝，向接收纺丝的水箱中注入N-甲基吡咯烷酮，这样从喷丝头喷出的丝落入有N-甲基吡咯烷酮的水箱中，内轴的水脱去，外轴的铸膜液中溶剂脱去固化，形成并列排布的固体电解质中空纤维。

2.如权利要求1所述的低功耗高灵敏度的固体电解质传感器的制备方法，其特征在于：所述基板的材质为Al₂O₃、SiO₂、非导电的绝缘材料或涂覆有绝缘层的导电材料；所述基板为单层或多层结构。

3.如权利要求1所述的低功耗高灵敏度的固体电解质传感器的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中，第一铂浆带为连续或间断的。

4.如权利要求1所述的低功耗高灵敏度的固体电解质传感器的制备方法，其特征在于：所述步骤（4）中，敏感电极材料为金属氧化物、复合金属氧化物、Pt中的一种或多种，参考电极材料为贵金属单质或金属氧化物中的一种或多种；固体电解质中空纤维上涂覆敏感电极和参考电极后，再涂覆一层催化层；所述催化层为Pd，Ru，通过溶液浸渍法涂覆在敏感电极和参考电极上。