Способ изготовления металлического электрода электрохимического датчика

 

Изобретение относится к аналитическому приборостроению и может быть использовано в электрохимических датчиках для измерения следовых концентраций газов в воздухе На, S02, 02, Cla и др. Целью изобретения является увеличение быстродействия, диапазона измерений, чувствительности электрохимического датчика. Сущность изобретения заключается в химическом осаждении металла в объеме пористой основы, которая затем удаляется выжиганием. Данный способ позволяет получить тонкий, пластичный, бысокопористый легкий металлический электрод с большой зоной межфазной поверхности. ; «5 Ё

союз соВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю G 01 N 27/416

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

В ЕДОМСТВО СССР (ГоспАтент сссР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Сущность изоческом осажистой основы, иганием. Дан- чить тонк ий, легкий металй зсной меж-, (21) 4783792/25 (22) 18.01.90 (46) 23,01.93. Бюл. М 3 (71) Харьковский филиал Всесоюзного научно-исследовательского и проектно-конструкторского института по проблемам освоения нефтяных и газовых ресурсов континентального шельфа (72) Л,Н.Вьюнник, С.В.Калинчук и А.А.Лагис (73) Харьковский филиал Всесоюзного научно-исследовательского и проектно-конструкторского института по проблемам . освоения нефтяных и газовых ресурсов континентального шельфа (56) Патент США 4049503,кл. G 01 N 27/46, 1977.

Заявка ФРГ 3609402,кл. G 01 N 27/46, 1984.

И обретение относится к аналитическому приборостроен чю и может быть использовано в электрохимических датчиках для

- измерения следовых концентраций газов в воздухе, например Нг$, $02, 02, СЬ и др.

Известен электрохимический датчик, измеряющий микроконцентрации, например Н2$ в воздухе, содержащий цилиндрический корпус, гельный электролит и серебряные электроды, Электроды изготовлены в виде сеток из проволоки диаметром 50 мкм с шагом пле.тения 100 мкм. Масса одного электрода 130 мг, пористость 50$. На измерительном электроде, в зоне тройной фазы "газ — электрод — электролит"(далее — зона ТФ), происходит электрохимическая реакция Нт$ с серебром, в результате чего генерируется

«Д2«1790552 А3 (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ЭЛЕКТРОДА ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ДАТЧИКА (57) Изобретение относится к аналитическому приборостроению и может быть использовано в электрохимических датчиках для измерения следовых концентраций газов в воздухе Н2, $02, 02, Clz и др. Целью изобретения является увеличение быстродействия, диапазона измерений, чувствительности электрохимического датчика, бретения заключается в хими дении металла в объеме пор которая затем удаляется выж ный способ позволяет полу пластичный, высокопористый лический электрод с большо фазной поверхности. аваева электрический ток, пропорциональный кон- 4 центрации анализируемого газа, Измери- Q тельный электрод закрыт специальной мембраной для уменьшения скорости по- (Л ступления газа к электроду. Характеристики (y} датчика (быст родействие, диапазон измерений, чувствительность) зависят от размеров зоны ТФ. В общем случае чем она больше, тем лучше характеристики.

Известен еще один способ изготовле- (А) ния металлических электродов. Электрод изготовляется из серебряной фольги толщиной (10-50) мкм. Отверстия в ней образуют сетку, аналогичную описанной плетеной, изготовленную травлением или прожиганием лазерным лучом.

Наиболее б. .изким к предлагаемому способу является способ. Пористый элект1790552

Поставленная цель достигается тем, что химическое осаждение металла производят в обьеме пористой основы из органического материала (например, бумаги), который затем удаляется выжиганием, Данный способ позволяет получить тонкий пластичный, высокопористый, легкий металлический электрод с большой зоной ТФ.

Формула изобретения увеличения быстродействия, диапазона измерений, чувствительности датчика, в качестве основы использован фганический материал, который после осаждения металла удаляют путем выжигания при нагревании до температуры не выше температуры плавления металла, Способ изготовления металлического электрода электрохимического датчика, включающий химическое осаждение металла из раствора s объем пористой основы, отличающийся тем, что, с целью

Составитель А.Лагис

Техред М.Моргентал Корректор Л.Лукач

Редактор Т.Куркова,Заказ 364 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР .

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4!5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101

3 род изготавливается путем химического осаждения серебра в объеме фильтра Шотта (размер пор (50-100) мкм, толщина 1,5 мм) с последующим переводом серебра в сульфид серебра. Назначение электрода — изме- 5 рение рН в жидких средах.

Основными недостатками, препятствующими применению изготовленного этим способом электрода в датчиках воздушного контроля, являются следующие:

1) малая йористость (20%) и, следовательно, малая эона ТФ;.

2) слабая адгезия слоя серебра к зернам стекла, что приводит к повреждению слоя. при механическом контакте электрода с re- "5. лем или мембраной;

3) отсутствие пластичности, что требует идеально ровной поверхности геля для обеспечения надежного и постоянного контакта электрода с гелем; 20

4) большая толщина электрода, что приводит к ухудшению быстродействия и неэффективному использованию большей части серебра;

5) трудность осаждения серебра в тол- 25 ще фильтра при размерах пор меньше 50 мкм из-за отсутствия перемешивания раствора в порах.

Целью изобретения является увеличение быстродействия, диапазона измерений, 30 чувствительности электрохимического датчика.

Изобретение осуществляется следующим образом.

Бумажный беззольный фильтр (красная лента) полностью погружается в емкость с серебрильным раствором, приготовленном на основе аммиачного раствора серебра и раствора глюкозы, Размер фильтра 25х50 мм, средний размер пор (3,5-10) мкм, обьем емкости 7,5 мл, Осаждение производится при 17 1 С дважды в течение 45 мин (со сменой раствора). После осаждения фильтр промывают в дистиллированной воде, затем бумажная основа удаляется путем выжигания в чистом бессажевом пламени или в нагретой до 500-900 С муфельной печи. Затем при необходимости электрод выравнивают. Масса электрода 20 мг, толщина 30 мкм, пористость 70-80%.

Аналогичным способом можно изготовить электроды из металлов, допускающих химическое осаждение из раствора на неметаллические материалы.