[发明专利]一种柔性的食品盐度传感器及制备方法

权利要求书

1.一种柔性的食品盐度传感器，其特征在于：它包括三个铜线(1)、三个导电银浆(2)、还原氧化石墨烯基底电极(3)、PVB薄膜(4)、钠离子选择透过膜(5)、银/氯化银参比电极(6)、钾离子选择透过膜(7)、多线程排线(8)、柔性衬底(9)和电路板；

多线程排线(8)、三个铜线(1)、三个导电银浆(2)和还原氧化石墨烯基底电极(3)由下至上依次安装在柔性衬底(9)上；

还原氧化石墨烯基底电极(3)包括环形还原氧化石墨烯基底电极(3-1)、圆形还原氧化石墨烯基底电极(3-2)和三个还原氧化石墨烯基底电极杆(3-3)；

环形还原氧化石墨烯基底电极(3-1)的左上方和正下方分别对应加工有一号缺口(3-4)和二号缺口(3-5)，且环形还原氧化石墨烯基底电极(3-1)位于二号缺口(3-5)处的两端均与一个还原氧化石墨烯基底电极杆(3-3)的一端连接，

环形还原氧化石墨烯基底电极(3-1)的内部设置有圆形还原氧化石墨烯基底电极(3-2)，且沿二号缺口(3-5)处延伸出一个与圆形还原氧化石墨烯基底电极(3-2)的正下方固定连接的另一个还原氧化石墨烯基底电极杆(3-3)，

三个还原氧化石墨烯基底电极杆(3-3)并排设置且每两个相邻的还原氧化石墨烯基底电极杆(3-3)之间有间距，三个还原氧化石墨烯基底电极杆(3-3)的另一端分别通过一个导电银浆(2)与每一个铜线(1)的一端连接，三个铜线(1)的另一端均与多线程排线(8)的一端中部垂直固定连接,多线程排线(8)的另一端与电路板的排线口(10)连接；

位于一号缺口(3-4)一侧的下方环形还原氧化石墨烯基底电极(3-1)的左侧端面上布满钾离子选择透过膜(7)，位于一号缺口(3-4)另一侧的右上方环形还原氧化石墨烯基底电极(3-1)的右侧端面上布满钠离子选择透过膜(5)，圆形还原氧化石墨烯基底电极(3-2)的端面上布满银/氯化银参比电极(6)，且银/氯化银参比电极(6)上布满PVB薄膜(4)；

三个还原氧化石墨烯基底电极杆(3-3)的宽度均为W2，W2＝2mm；圆形还原氧化石墨烯基底电极(3-2)的直径为R，R＝6mm；

所述的一种柔性的食品盐度传感器的制备方法，它包括以下步骤：

步骤一、还原氧化石墨烯基底电极(3)的制备：

将带有遮罩图形的掩模板贴在干净的PET薄膜上，在PET薄膜上涂布一层氧化石墨烯的水浓缩液，氧化石墨烯的浓度为2.7wt％，室温下干燥12h后，去除掩模板，在PET薄膜上形成带有电极图案的氧化石墨烯薄膜，然后在100℃的油浴条件下，利用氢碘酸还原氧化石墨烯膜10分钟，还原过程中，还原氧化石墨烯膜紧贴PET薄膜上并形成还原氧化石墨烯基底电极(3)，并用无水乙醇和去离子水清洗附着在PET薄膜上的还原氧化石墨烯膜，且在室温干燥2h；

步骤二、钠离子选择透过膜溶液的制备：

将55.0mg Na-TFPB粉末、100mg的Na离子载体X、3.3g的PVC粉末和6.545g的DOS溶液混合，充分搅拌，得到白色悬浮混合液，取100mg白色悬浮混合液分散于660ul N-甲基吡咯烷酮中，在60℃水浴条件下混合溶解，制备成钠离子选择透过膜溶液；

步骤三、钾离子选择透过膜溶液的制备：

将200.0mg缬氨霉素、50.0mgNa-TPB粉末、3.27gPVC粉末和6.47g的DOS溶液混合，充分搅拌，得到白色悬浮混合液，取100mg白色悬浮混合液分散于320ul四氢呋喃中，在室温下搅拌混合溶解，制备成钾离子选择透过膜溶液；

步骤四、PVC溶液的制备：

将79mg PVB粉末和50mg NaCl溶解在1.0mL甲醇中充分溶解得到PVC溶液；

步骤五、柔性的食品盐度传感器的制备：

将步骤二制备的钠离子选择透过膜溶液、步骤三制备的钾离子选择透过膜溶液分别滴注在与其对应的环形还原氧化石墨烯基底电极(3-1)的右侧端面和环形还原氧化石墨烯基底电极(3-1)的左侧端面上，将Ag/AgCl油墨涂覆在圆形还原氧化石墨烯基底电极(3-2)上，室温下干燥一整夜，待钠离子选择透过膜溶液、钾离子选择透过膜溶液和Ag/AgCl油墨干燥后，形成钠离子选择透过膜(5)、钾离子选择透过膜(7)和银/氯化银参比电极(6)，钠离子选择透过膜(5)和环形还原氧化石墨烯基底电极(3-1)的右侧端面构成全固态钠离子选择电极，钾离子选择透过膜(7)和环形还原氧化石墨烯基底电极(3-1)的左侧端面构成全固态钾离子选择电极，在银/氯化银参比电极(6)上涂覆一层PVC溶液，并正在80摄氏度条件下干燥30分钟，形成PVC薄膜，圆形还原氧化石墨烯基底电极(3-2)、银/氯化银参比电极(6)和PVC薄膜构成参比电极；

步骤六、柔性的食品盐度传感器制备完成：

全固态钠离子选择电极、全固态钾离子选择电极和参比电极制成柔性的食品盐度传感器电极阵列。