[发明专利]一种氢离子响应的叉指电极的制备方法及其应用

权利要求书

1.一种氢离子响应的叉指电极的制备方法，其特征在于：

(1)通过在基材表面进行电镀、光刻、蚀刻制备叉指电极；

(2)聚苯胺/丙烯酸酯复合膜的制备；

(3)将步骤(2)中的制备得到的复合膜覆盖到步骤(1)中的叉指电极上，即得氢离子响应的叉指电极；

步骤(2)中聚苯胺/丙烯酸酯复合膜的制备步骤为：

(1)聚苯胺微乳液体系的制备：在0.015-0.021mol/L的苯胺水溶液中，加入0.001mol/L-0.005mol/L的聚乙烯吡咯烷酮，0.10-0.15mol/L的十二烷基苯磺酸和0.03-0.05mol/L的过硫酸铵，在0-5℃下搅拌反应，制备得到聚苯胺微乳液体系；

(2)双微乳液体系的配制：取步骤(1)中的聚苯胺微乳液作为水相，加入一定量的甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸，控制水相重量含量在20-80％内；其中甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸两者的重量比控制在4/6以下；

(3)聚苯胺/丙烯酸酯复合膜混合液的配制：往步骤(2)中的混合液中加入交联剂、增塑剂、N-甲基吡咯烷酮和引发剂，超声振荡，通入N2；

(4)固化成膜步骤：将步骤(3)配制的混合液经过热固化成膜；

所述聚苯胺/丙烯酸酯复合膜上聚苯胺颗粒的密度范围为0.4-3.9个粒子/100nm²，每个粒子之间的距离范围是0-30nm。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，

步骤(1)中的苯胺浓度为0.019-0.021mol/L；

步骤(2)中甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸的重量比为2/8-4/6；

步骤(3)中的交联剂为二甲基丙烯酸乙二醇酯，其添加量为1.4-2.2wt％；

步骤(3)中的增塑剂为癸二酸二辛酯，其添加量为1-2.5wt％；

步骤(3)中的N-甲基吡咯烷酮的含量为6.0-7.5wt％；

步骤(3)中的引发剂为偶氮二异丁腈。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，

步骤(2)中，甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸的重量比为3/7；

步骤(3)中，二甲基丙烯酸乙二醇酯的添加量为1.4-2.0wt％；

步骤(3)中，癸二酸二辛酯的添加量为1.5-2wt％；

步骤(3)中的N-甲基吡咯烷酮的含量为7.0wt％。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，

步骤(3)中，二甲基丙烯酸乙二醇酯的添加量为1.8wt％。

5.一种根据权利要求1-4任一项所述的制备方法制得的氢离子响应的叉指电极，其特征在于，叉指电极上覆盖有聚苯胺/丙烯酸酯复合膜，且该复合膜上聚苯胺颗粒的粒径大小分布范围为5-30nm；

该复合膜上聚苯胺颗粒的密度范围为0.4-3.9个粒子/100nm²，每个粒子之间的距离范围是0-30nm。

6.根据权利要求5所述的叉指电极，其特征在于，该复合膜聚苯胺颗粒的密度范围为0.6-2.6个粒子/100nm²，每个粒子之间的距离范围是0-20nm。

7.根据权利要求5所述的叉指电极，其特征在于，该复合膜上的电导率大于4.5×10^-4S/cm。

8.根据权利要求7所述的叉指电极，其特征在于，该复合膜上的电导率大于5×10^-4S/cm。

9.根据权利要求5所述的叉指电极，其特征在，所述复合膜的热分解温度大于350℃。

10.根据权利要求9所述的叉指电极，其特征在，所述复合膜的热分解温度大于400℃。

11.根据权利要求5所述的叉指电极，其特征在于，所述叉指电极有5-50对，叉指线宽和线距均为50-100μm。