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气体传感器用吸湿保水复合膜制备方法研究2010年09月17日

中科院长春应用化学研究所气体传感器小组发明出气体传感器用保水性能好的固体电解质膜,申请的发明专利"吸湿保水复合膜及制法"已获得国家知识产权局授权。

气体传感器作为气体检测仪器仪表核心元器件,市场需求大幅增加,全球气体传感器销量及市场需求年增长率30%以上,2010年产销量预计将达5000万只以上,市场总额超过10亿美元,并具有向低功耗、多功能、集成化方向发展的趋势,而气体传感器的固体化是限制其发展的主要瓶颈。

针对上述问题,为了避免液体电解漏液、腐蚀等缺点影响气体传感器响应的稳定性和寿命,气体传感器使用固体电解质膜(Nafion膜)成为必然趋势。Nafion膜虽然具有高的化学稳定性机械强度等优点,但是其离子导电率严重依赖膜内水份的含量,受湿度、温度影响很大。

为克服这一缺点,提高Nafion膜的保水性,研究小组发明了采用具有吸水性的硅胶与聚丙烯酰胺吸湿材料以及Nafion膜,复合制备吸湿保水复合膜,并应用到CO、H2S、SO2三种气体传感器的组装中。传感器测试表明,传感器性能稳定、底电流和噪声较液体电解质传感器小、一致性好。

该发明解决了传统气体传感器中液体电解质因干涸而影响寿命的问题,以及目前固体电解质失水而影响一致性的问题。另外,采用吸湿保水复合膜作为电解质,气体传感器可以加工成不同尺寸、不同形状,加工随意性大大提高,避免了传统罐装式气体传感器小型化、集成化难的问题。因此,这一成果也有望加快气体传感器固体化、集成化的进程。
 

 

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