溶解氧傳感器微電極的制作及測試.pdf

1、隨著各種水質問題的出現,水資源的保護越來越受到人們的關注與重視。溶解氧作為衡量水體自凈能力的一個重要指標,一直是人們對于水體檢測的重點。傳統(tǒng)的溶解氧檢測方法有很多,但是由于其檢測儀器結構復雜,成本較高,不能實現對水體及時連續(xù)監(jiān)測等問題,給人們水體檢測帶來了諸多不便。因此,手持式,小型化的溶解氧檢測儀器已成為人們研究的重點。本論文提出基于Clark溶解氧檢測原理,利用MEMS微加工技術制作出了兩個平行的微電極,然后通過對微電極位點的表面修

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電化學測試,提高了對溶解氧的響應。本論文主要完成了以下相關工作:
　　 1微電極的設計與制作:基于微電極在電化學反應中相對于宏觀電極的優(yōu)勢,以Clark型溶解氧測定原理為基礎,對微電極的圖形進行了設計,通過標準MEMS工藝流程以及等離子體處理,制作出了鉑金微電極位點上附有鋁膜的微電極。
　　 2微電極的表面修飾:將裸鉑微電極位點處進行CV電化學沉積銀,

3、并通過鹽酸處理,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極;對附有鋁膜的鉑微電極進行陽極氧化處理,選擇30V作為最合適的氧化電壓,通過監(jiān)測反應過程中的電流變化來控制陽極氧化的時間,從而制備出鉑金微電極位點上納米孔道,最后在氯鉑酸與鹽酸的混合溶液中利用電化學沉積法完成對其表面的納米級修飾,此微電極作為溶解氧傳感器微電極的陰極。
　　 3微電極的測試:首先對納米級修飾前后的鉑微電極進行相關的電化學測試,發(fā)現修飾后

4、的鉑微電極電化學阻抗明顯降低,CV掃描對一些電活性物質及溶解氧的響應電流從40μA增大道130μA,峰位明顯正移;然后對納米級修飾后制作的Clark溶解氧電極進行了相關溶解氧的測試,回路中的電流信號有顯著的提高,達到幾十微安,其對溶解氧的電催化性能增強。
　　 表明該溶解氧微電極經過納米級修飾,其對溶解氧測定的電化學活性和靈敏度都有明顯的提高。同時,由于該微電極檢測時所得信號是電信號,不需要繁瑣的信號轉換,因此可以用于制作小型化