[发明专利]一种高性能电化学氧传感器用膜电极的制备方法

摘要

本发明涉及一种高性能电化学氧传感器用膜电极的制备方法，该高性能电化学氧传感器用膜电极的制备方法通过对多孔聚四氟乙烯膜的透过孔直径和贵金属催化剂的粒径进行限定，使得多孔聚四氟乙烯膜浸润时透过孔内仅能容纳不超过2个贵金属催化剂颗粒；无需设置扩散层，采用浸润的多孔聚四氟乙烯膜将贵金属催化剂涂覆在质子交换膜的表面，并使用热压机进行压合，获得的单层贵金属膜电极催化剂活性高达90%以上；获得的电化学氧传感器用膜电极的电化学响应速度远高于传统物理涂覆催化层，传感器针对氧气的检测精度可达0.01%、响应速度<10s，相对传统传感器大幅度提高。

主权项

1.一种高性能电化学氧传感器用膜电极的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：A、制备贵金属催化剂浆液：按质子传导聚合物与聚四氟乙烯重量比为0.1∶1‑1∶0.1选取重量浓度为10‑40％的质子传导聚合物溶液与重量浓度为60‑70％的聚四氟乙烯乳液，在超声波清洗器中进行搅拌混合获得聚四氟乙烯/质子传导聚合物混合液体，再将贵金属催化剂按质子传导聚合物∶贵金属催化剂重量比为1∶3‑3∶1的范围内投入聚四氟乙烯/质子传导聚合物混合液体，再次在超声波清洗器中进行搅拌混合制备成浆液；B、将步骤A获得的浆液涂敷在多孔聚四氟乙烯膜上，多孔聚四氟乙烯膜的透过孔的直径不小于贵金属催化剂的粒径设置，且多孔聚四氟乙烯膜的透过孔的直径不大于贵金属催化剂粒径的2倍设置，使得浆液浸润在多孔聚四氟乙烯膜上时，聚四氟乙烯膜的透过孔上仅能容纳不超过2个贵金属催化剂颗粒；C、在质子交换膜的两侧分别贴上步骤B获得的多孔聚四氟乙烯膜，使得质子交换膜与多孔聚四氟乙烯膜呈夹心式设置，将上述质子交换膜与多孔聚四氟乙烯膜置于热压机的模具内，在温度为120‑130℃、压力为0.2‑0.3MPa状态下进行压合，使得贵金属催化剂透过多孔聚四氟乙烯膜后粘附在质子交换膜的表面；D、压合完成后将质子交换膜两侧的多孔聚四氟乙烯膜剥离，以去除多孔聚四氟乙烯膜，获得表面具有单层贵金属催化剂颗粒的电化学氧传感器用膜电极。