一種銀/氯化銀電極片及其制備工藝的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及電化學傳感器技術領域，特別是涉及一種銀/氯化銀電極片及其制備工藝。
【背景技術】
[0002]銀/氯化銀(Ag/AgCl)電極是一種常見的參比電極，具有電極電位恒定、不易極化、低阻抗、交換電流密度大等優(yōu)點。由于它能精確檢測生物電信號，已廣泛應用于醫(yī)療中腦電、心電、生化分析干片生物電信號記錄電極。目前常用的銀/氯化銀電極制備方法，如專利CN 103192070A在介電基底上涂布銀和氯化銀的導電油墨，印刷制備銀/氯化銀電極，或者如專利CN101084829A將銀和氯化銀的粉末顆?；旌霞訅簾Y制成銀/氯化銀電極，還有一種是用電化學方法制得銀/氯化銀電極。
[0003]銀/氯化銀電極的性能取決于微觀界面情況。微觀界面上銀和氯化銀顆粒的大小、含量、均勻度和致密度對銀/氯化銀電極的電位精確性、穩(wěn)定性和響應時間有很大影響。絲網(wǎng)印刷方法制備的電極，是將銀/氯化銀顆粒分散在溶劑中，加入適量的添加劑制成導電油墨，導電油墨印刷后烘干，獲得銀/氯化銀電極。但這種絲網(wǎng)印刷電極，純度不高，微觀結構上銀與氯化銀混合不均勻，顆粒粗大，導致電性號不穩(wěn)定，批次間的信號差異較大，而且絲網(wǎng)印刷電極不耐有機溶劑腐蝕，不適用于有機溶劑環(huán)境，使用范圍受限。另外粉末燒結電極和電化學制備的電極也同樣存在電極穩(wěn)定性差問題，并且工藝繁瑣，不利于大批量生產(chǎn)。
[0004]隨著醫(yī)療檢測技術的快速發(fā)展，特別是即時檢測生化分析干片的快速發(fā)展，對精密可靠、快速響應、適用性廣、可大批量生產(chǎn)的銀/氯化銀電極的需求日益增加。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術問題是:克服現(xiàn)有銀/氯化銀電極存在的缺陷，提供一種可以大批量生產(chǎn)的銀/氯化銀電極片及其制備工藝。本發(fā)明提供的銀/氯化銀電極具有細小、均勾、致密的微觀界面，電勢性能穩(wěn)定、精度高、響應時間快、阻抗低，大大提高電極制備效率，降低生產(chǎn)成本，另外還可應用于絲網(wǎng)印刷電極不適用的有機環(huán)境中。
[0006]本發(fā)明提供一種銀/氯化銀電極片，包括:支撐層、銀層、保護層、氯化銀層。
[0007]支撐層選用具有一定強度的片狀非導電高分子材料，支撐層材料選自聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酰胺(PA)、聚丙烯(PP)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)。
[0008]銀層采用真空鍍膜工藝鍍于支撐層上，銀層形狀可使用圓形、方形。銀層厚度為0.1~10μπι，銀層采用真空鍍膜工藝鍍于支撐層上，可以用真空蒸發(fā)、真空磁控濺射、真空離子鍍方式制備。真空鍍銀方法制備的銀層可鍍成任意平面形狀，銀層與支撐層結合力強，不易脫落，并且銀層表面均勻致密，晶粒大小和銀層厚度偏差均在0.lum以下，這是采用絲網(wǎng)印刷與粉末燒結制備無法達到的。
[0009]保護層為保護銀層不被氧化劑腐蝕的金屬或導電非金屬材料。保護層金屬材料選自鎳、鉻、金、鉑、銅、鎳鉻合金，保護層非金屬材料選自石墨、炭黑、導電油墨。保護層可采用真空鍍膜方式或印刷方式制備，保護層厚度為0.01-10 ymo通過添加不與氧化劑溶劑反應的保護層覆蓋住不需要氯化成氯化銀的銀層，可以有效保護銀層，減小電極中銀和氯化銀的有效面積，減少生產(chǎn)成本。
[0010]氯化銀層采用化學或電化學方法制備，所述氧化處理是指在氧化劑溶液中將銀層處理15~120s，溫度為15~60°C ;氧化劑選自氯化鐵、重鉻酸鉀、氯鉻酸鉀、高錳酸鉀；氯化銀層采用化學或電化學方法制備。采用化學法制備氯化銀層，氯化銀層表面均勻，響應電勢穩(wěn)定，響應時間短，而且可簡化制備工藝、縮短生產(chǎn)時間、節(jié)約成本、大大提高生產(chǎn)效率。
[0011]銀/氯化銀電極片的制備工藝，包括如下步驟:(1)將支撐層經(jīng)超聲波清洗后烘干，放入真空室內抽真空；(2)對支撐層進行預處理:在鍍膜前，充入氬氣、氮氣或氧氣，啟動射頻電源對支撐層進行等離子處理，時間30~120s ;(3)在支撐層上真空鍍銀；(4)在銀層上不需要氯化銀層部分制備一層保護層；(5)將未覆蓋有保護層的銀層進行氧化處理，制備氯化銀層；(6)將制備好的銀/氯化銀電極用純水清洗，并在溫度50~100°C環(huán)境下干燥 10~60min。
[0012]本發(fā)明的優(yōu)點:本發(fā)明的銀/氯化銀電極片具有精度高、響應時間快、穩(wěn)定性好、適于大批量工業(yè)生產(chǎn)的特點，主要源自真空鍍銀工藝與化學氧化法制備氯化銀工藝的結合，關鍵在于在不需氯化銀的銀層上鍍一層保護層，可阻止銀與氧化劑溶液反應，方便氯化銀層的制備。通過該工藝制備出的銀/氯化銀電極片可以是任何形狀、大小，靈活性強，并且本發(fā)明提供的銀/氯化銀電極片具有細小、均勻、致密的微觀界面，電勢性能穩(wěn)定，精度高，響應時間快，阻抗低，可適用于任意有機或無機環(huán)境中，并可大大提高電極的制備效率，降低生產(chǎn)成本。
【附圖說明】
[0013]圖1為銀/氯化銀電極剖面示意圖。
[0014]圖2為銀/氯化銀電極批量化制備示意圖。
[0015]圖3為0.lmol/L KC1溶液中銀/氯化銀電極開路電位與時間示意圖。
【具體實施方式】
[0016]以下結合實施例對本發(fā)明做進一步詳細描述，但本發(fā)明不僅僅局限于以下實施例。
[0017]如圖1所示，銀/氯化銀電極包括:支撐層、銀層、保護層、氯化銀層。
[0018]具體實施步驟如下:將PET經(jīng)過超聲波清洗，等離子體表面處理后，采用真空蒸發(fā)鍍方式在PET片上鍍3 μπι的銀層，然后用掩模板保護需要氯化成氯化銀的部分，用磁控濺射方式鍍鎳層0.3 μπι，將鍍鎳后的銀層置于重鉻酸鉀、鹽酸、氯化鉀溶液中，進行氧化處理制備氯化銀層，最后將制備好銀/氯化銀電極用純水清洗干凈，并在真空干燥箱中干燥，時間 30min，溫度 50-60 °C。
[0019]根據(jù)以上工藝，可以批量制備銀/氯化銀電極，銀/氯化銀層制備好后，經(jīng)過裁剪就可以得到合適尺寸的銀/氯化銀電極，如圖2所示。
[0020]在0.lmol/L KC1溶液中測量銀/氯化銀電極開路電位與時間關系如圖3所示，10s之內電位可以快速平衡穩(wěn)定，電極電位波動范圍在±0.3mv以內。
[0021]上述實施例只為說明本發(fā)明的技術構思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術的人能夠了解本發(fā)明的內容并據(jù)以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護范圍。凡根據(jù)本發(fā)明主要技術方案的精神實質所做的修飾，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種銀/氯化銀電極片及其制備工藝，其特征在于:銀/氯化銀電極片包括支撐層、銀層、保護層、氯化銀層；銀/氯化銀電極片制備工藝具體步驟如下:(1)將支撐層經(jīng)超聲波清洗后烘干，放入真空室內抽真空；(2)對支撐層進行預處理:在鍍銀前，充入氬氣、氮氣或氧氣，啟動射頻電源對支撐層進行等離子體處理，時間30~120s ;(3)在支撐層上真空鍍銀；(4)在銀層上不需要氯化銀層部分覆蓋一層保護層；(5)將未覆蓋保護層的銀層進行氧化處理，制備氯化銀層；(6)將制備好的銀/氯化銀電極用純水清洗，并烘干。2.根據(jù)權利要求1所述支撐層，其特征在于:所述支撐層選用具有一定強度的片狀非導電高分子材料，支撐層材料包括并不限于聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酰胺(PA)、聚丙烯(PP)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)。3.根據(jù)權利要求1所述銀層，其特征在于:所述銀層形狀包括并不限于圓形、方形，銀層厚度為0.1~10μπι，銀層采用真空鍍膜工藝鍍于支撐層上，選用真空蒸發(fā)、真空磁控濺射或真空離子鍍的方式制備。4.根據(jù)權利要求1所述保護層，其特征在于:所述保護層采用不與銀的氧化劑溶液反應的金屬或導電非金屬材料；可采用真空鍍膜方式或印刷方式制備；保護層厚度為0.01 ?10 μ mD5.根據(jù)權利要求4所述保護層，其特征在于:所述保護層金屬材料包括并不限于鎳、鉻、金、鉑、銅、鎳鉻合金，保護層非金屬材料層包括并不限于石墨、炭黑、導電油墨。6.根據(jù)權利要求1所述銀/氯化銀電極片制備工藝步驟(5)，其特征在于:所述氧化處理是指在氧化劑溶液中將銀層處理15~120s，溫度為15~60°C;氧化劑包括并不限于氯化鐵、重鉻酸鉀、氯鉻酸鉀、高錳酸鉀。7.根據(jù)權利要求1所述銀/氯化銀電極片制備工藝步驟(6)，其特征在于:所述烘干是在真空干燥箱內干燥，干燥溫度50~100°C，時間10~60min。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種銀/氯化銀電極片及其制備工藝，屬于電化學傳感器領域。本發(fā)明銀/氯化銀電極片結構組成包括：支撐層、銀層、保護層、氯化銀層。通過真空鍍銀方式在支撐層上鍍一層銀層，然后在部分銀層上覆蓋一層保護層，最后通過化學氧化方法制得氯化銀層，制備銀/氯化銀電極片。本發(fā)明所制備的銀/氯化銀電極片克服現(xiàn)有銀/氯化銀電極存在的精度低、響應時間短、批次間信號穩(wěn)定性差、不適用于有機環(huán)境、制備工藝繁瑣等缺點。本發(fā)明銀/氯化銀電極片電勢性能穩(wěn)定、精度高、信噪比低、阻抗低、響應時間快、生產(chǎn)成本低、生產(chǎn)效率高，適于大批量工業(yè)生產(chǎn)。
【IPC分類】G01N27/30
【公開號】CN105334250
【申請?zhí)枴緾N201510691527
【發(fā)明人】吳國清, 陳漢杰, 向東東
【申請人】吳國清
【公開日】2016年2月17日
【申請日】2015年10月23日