溶解氧傳感器微電極的制作及測(cè)試.pdf

1、隨著各種水質(zhì)問(wèn)題的出現(xiàn),水資源的保護(hù)越來(lái)越受到人們的關(guān)注與重視。溶解氧作為衡量水體自?xún)裟芰Φ囊粋€(gè)重要指標(biāo),一直是人們對(duì)于水體檢測(cè)的重點(diǎn)。傳統(tǒng)的溶解氧檢測(cè)方法有很多,但是由于其檢測(cè)儀器結(jié)構(gòu)復(fù)雜,成本較高,不能實(shí)現(xiàn)對(duì)水體及時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)等問(wèn)題,給人們水體檢測(cè)帶來(lái)了諸多不便。因此,手持式,小型化的溶解氧檢測(cè)儀器已成為人們研究的重點(diǎn)。本論文提出基于Clark溶解氧檢測(cè)原理,利用MEMS微加工技術(shù)制作出了兩個(gè)平行的微電極,然后通過(guò)對(duì)微電極位點(diǎn)的表面修

2、飾,制備出了Clark型溶解氧傳感器微電極,并完成了修飾后微電極的相關(guān)電化學(xué)測(cè)試,提高了對(duì)溶解氧的響應(yīng)。本論文主要完成了以下相關(guān)工作:
　　 1微電極的設(shè)計(jì)與制作:基于微電極在電化學(xué)反應(yīng)中相對(duì)于宏觀電極的優(yōu)勢(shì),以Clark型溶解氧測(cè)定原理為基礎(chǔ),對(duì)微電極的圖形進(jìn)行了設(shè)計(jì),通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)MEMS工藝流程以及等離子體處理,制作出了鉑金微電極位點(diǎn)上附有鋁膜的微電極。
　　 2微電極的表面修飾:將裸鉑微電極位點(diǎn)處進(jìn)行CV電化學(xué)沉積銀,

3、并通過(guò)鹽酸處理,成功制備出銀一氯化銀薄膜電極,將此作為溶解氧傳感器微電極的陽(yáng)極;對(duì)附有鋁膜的鉑微電極進(jìn)行陽(yáng)極氧化處理,選擇30V作為最合適的氧化電壓,通過(guò)監(jiān)測(cè)反應(yīng)過(guò)程中的電流變化來(lái)控制陽(yáng)極氧化的時(shí)間,從而制備出鉑金微電極位點(diǎn)上納米孔道,最后在氯鉑酸與鹽酸的混合溶液中利用電化學(xué)沉積法完成對(duì)其表面的納米級(jí)修飾,此微電極作為溶解氧傳感器微電極的陰極。
　　 3微電極的測(cè)試:首先對(duì)納米級(jí)修飾前后的鉑微電極進(jìn)行相關(guān)的電化學(xué)測(cè)試,發(fā)現(xiàn)修飾后

4、的鉑微電極電化學(xué)阻抗明顯降低,CV掃描對(duì)一些電活性物質(zhì)及溶解氧的響應(yīng)電流從40μA增大道130μA,峰位明顯正移;然后對(duì)納米級(jí)修飾后制作的Clark溶解氧電極進(jìn)行了相關(guān)溶解氧的測(cè)試,回路中的電流信號(hào)有顯著的提高,達(dá)到幾十微安,其對(duì)溶解氧的電催化性能增強(qiáng)。
　　 表明該溶解氧微電極經(jīng)過(guò)納米級(jí)修飾,其對(duì)溶解氧測(cè)定的電化學(xué)活性和靈敏度都有明顯的提高。同時(shí),由于該微電極檢測(cè)時(shí)所得信號(hào)是電信號(hào),不需要繁瑣的信號(hào)轉(zhuǎn)換,因此可以用于制作小型化