[发明专利]一种电化学氰化氢气体传感器

说明书

本发明涉及一种电化学氰化氢气体传感器，包括壳体、电解液以及在所述电解液中形成离子导通的工作电极、参考电极和对电极，所述工作电极、所述参考电极和所述对电极均包括电极膜和附着在所述电极膜上的混合物，所述工作电极上的所述混合物包括第一纳米材料与聚四氟乙烯微粒，所述参考电极上的所述混合物包括第二纳米材料与聚四氟乙烯微粒，所述对电极上的所述混合物包括第三纳米材料与聚四氟乙烯微粒，所述电解液为碳酸丙烯酯溶液，所述碳酸丙烯酯溶液中溶解有高氯酸锂和三乙醇胺。本发明提供的技术方案能够准确、迅速测量氰化氢气体的浓度，对氰化氢气体的浓度进行实时监测。

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，尤其涉及一种电化学氰化氢气体传感器。

背景技术

氰化氢气体是一种无色、剧毒气体，广泛应用于有机化工、电镀、采矿冶金、油漆、染料、橡胶等行业。氰化氢气体使用不当或发生泄露时，会对周围人群生命安全造成严重的威胁。目前，为了防止氰化氢气体泄露，常使用气体检测管、热导检测仪和气相色谱仪等来监测氰化氢气体的浓度，但是这些设备测量不够精确、耗时长，不方便携带。

发明内容

为了能够准确、迅速测量氰化氢气体的浓度，对氰化氢气体的浓度进行实时监测，本发明提供一种电化学氰化氢气体传感器。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种电化学氰化氢气体传感器，包括壳体、电解液以及在所述电解液中形成离子导通的工作电极、参考电极和对电极，所述工作电极、所述参考电极和所述对电极均包括电极膜和附着在所述电极膜上的混合物，所述工作电极上的所述混合物包括第一纳米材料与聚四氟乙烯微粒，所述参考电极上的所述混合物包括第二纳米材料与聚四氟乙烯微粒，所述对电极上的所述混合物包括第三纳米材料与聚四氟乙烯微粒，所述电解液为碳酸丙烯酯溶液，所述碳酸丙烯酯溶液中溶解有高氯酸锂和三乙醇胺。

本发明的有益效果是：电化学氰化氢气体传感器测量氰化氢气体浓度时，与外部电路连接，外部电路的输入分别与工作电极、参考电极和对电极连接，工作电极上的第一纳米材料用作催化剂，催化氰化氢气体在工作电极表面发生氧化反应，对电极上的第三纳米材料用作催化剂，催化对电极表面的还原反应，工作电极表面的氧化反应和对电极表面的还原反应会在外部电路中产生电流，电流的强度与氰化氢气体的浓度成正比，通过对外部电路中的电流进行测量和处理，就能得到氰化氢气体的实时浓度值。本发明的电化学氰化氢气体传感器响应速度快，灵敏度高，测量结果准确，能够实时监测氰化氢气体的浓度。参考电极不参与氧化还原反应，电位维持恒定，用于使工作电极的电位工作在正确区域，能够保持传感器的灵敏度，使传感器具有好的线性，减少干扰气体干扰。溶解有高氯酸锂和三乙醇胺的碳酸丙烯酯溶液有利于银离子和氰根离子的移动导通，电极膜用于承载混合物，并且能够允许氰化氢气体分子通过，使氰化氢气体与第一纳米材料充分接触，保证氰化氢气体充分反应。聚四氟乙烯微粒为多孔结构，具有疏水、透气功能，能够促进氧化还原反应的进行。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：

进一步：所述电极膜为聚四氟乙烯膜。

进一步：所述第一纳米材料包括银纳米材料。

进一步：所述第二纳米材料包括银纳米材料。

进一步：所述第三纳米材料包括贵金属纳米材料。

进一步：所述贵金属纳米材料包括银纳米材料和铑纳米材料中的至少一种。

进一步：所述电解液中所述高氯酸锂的质量百分比浓度为1％～30％，所述三乙醇胺的质量百分比浓度为0.1～5％。

进一步：所述第一纳米材料与所述聚四氟乙烯微粒的质量比为1：1～10：1，所述第二纳米材料与所述聚四氟乙烯微粒的质量比为1：1～10：1，所述第三纳米材料与所述聚四氟乙烯微粒的质量比为1：1～10：1。

附图说明