電化學(xué)傳感器用復(fù)合固體聚合物電解質(zhì)研究.pdf

1、使用液體電解質(zhì)的傳感器普遍存在漏液、腐蝕電子線路等問(wèn)題，其使用壽命一般為1～2年。固體聚合物電解質(zhì)（Solid Polymer Electrolyte，SPE）具有質(zhì)輕和穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，將其應(yīng)用于氣體傳感器中，能克服液體電解質(zhì)傳感器存在的易泄露、短路、壽命短等問(wèn)題。
　　 本文主要研究復(fù)合固體聚合物電解質(zhì)膜的成分設(shè)計(jì)、制備工藝及其性能表征，其中包括PTFE基復(fù)合固體電解質(zhì)膜和“三明治”結(jié)構(gòu)的三層夾心電解質(zhì)膜。首先對(duì)疏水性微孔聚四

2、氟乙烯(PTFE)膜進(jìn)行親水處理。研究了處理介質(zhì)、處理溫度和處理時(shí)間對(duì)親水性改善的影響。水接觸角測(cè)試表明親水處理后，膜水接觸角最小達(dá)22.6°。SEM、XRD、FTIR、XPS等表征結(jié)果證明親水改性是由于引入了親水性物質(zhì)K0.27MnO2·0.54H2O和親水基團(tuán)C=O。經(jīng)親水處理后的PTFE膜，反復(fù)浸漬PVA(聚乙烯醇)/SiO2/STA(硅鎢酸)混合性電解質(zhì)溶膠，得到PTFE基復(fù)合固體電解質(zhì)膜。采用SEM、DSC-TG和電化學(xué)阻抗法

3、對(duì)表面和截面形貌、熱性能、電導(dǎo)率進(jìn)行了研究。結(jié)果表明PTFE 復(fù)合電解質(zhì)膜表面致密，熱穩(wěn)定性良好，在230℃附近，仍能保持90%的質(zhì)量，但是內(nèi)部存在大量微孔，電導(dǎo)率較低。本文還研究了三層夾心復(fù)合固體電解質(zhì)膜。利用液相法合成微米級(jí)別的(NH4)4SiW12O40（簡(jiǎn)稱(chēng)STA-NH4），然后利用磁力攪拌水浴加熱制備幾種不同成分的PVA/SiO2/STA-NH4混合溶膠作為外層，再制備幾種不同成分PVA/SiO2/STA 凝膠做為中間層，在潔