溶解氧电极微型化的概述

溶解氧电极微型化的概述第1页，共24页，2023年，2月20日，星期一

主要内容： 电分析化学 三电极体系 溶解氧检测 微电极结构 微电极测试第2页，共24页，2023年，2月20日，星期一电分析化学：寻找可用于定性定量分析的关系和分析条件。三电极体系：研究电极上电子的运动是电化学反应的基础，为了分别对电池或电解池的阴极，阳极发生的反应进行观察需用到三电极体系。第3页，共24页，2023年，2月20日，星期一溶解氧(DO)

：是指溶解在水中的氧气，它在河流、湖泊、海洋中都大量的存在，是评判水质和环境污染程度的重要指标。

目前常用检测方法1.碘量法2.电流测定法（Clark溶氧电极）

3.电导测定法4.荧光猝灭法

第4页，共24页，2023年，2月20日，星期一阴极被还原：O2+2H2O+4e→4OHˉ阳极被氧化：4Clˉ+4Ag-4e→4AgCl第5页，共24页，2023年，2月20日，星期一常规电极的缺点

体积大，能耗高，响应时间长，成本高等，因此应用领域受到限制。 常规微电极的制作工艺复杂，易碎，重复性差等，也使应用受到限制。MEMS技术的发展

photolithography,electrodeposition,etchingtechniques提高了集成度和可靠性，降低了成本，可实现微电极的批量生产。第6页，共24页，2023年，2月20日，星期一溶解氧微电极的三种结构示意图第7页，共24页，2023年，2月20日，星期一Clark电极： 薄膜可以用硅树脂，玻璃纸，聚乙烯等，但污染后要重新校正，直接影响电极寿命。此类传感器制作复杂，膜厚度很难控制，且复杂的结构限制了该类电极的微型化。

open-type，recessedDOME： 这两种结构的微电极利用外部参考电极，因此制作简单，利于微型化；

凹腔结构的设计使其具备了较强的抗扰动能力。

第8页，共24页，2023年，2月20日，星期一阴极被还原：O2+2H2O+4e→4OHˉ阳极被氧化：4Clˉ+4Ag-4e→4AgCl第9页，共24页，2023年，2月20日，星期一MEMSneedle-typesensorsDicing，HF-basedetchant，meniscusetching，depositionandetchingofmetalandinsulatinglayersmicroelectrodetips1um第10页，共24页，2023年，2月20日，星期一第11页，共24页，2023年，2月20日，星期一第12页，共24页，2023年，2月20日，星期一第13页，共24页，2023年，2月20日，星期一第14页，共24页，2023年，2月20日，星期一测试系统第15页，共24页，2023年，2月20日，星期一第16页，共24页，2023年，2月20日，星期一L/D对电极性能的影响∼35–247um，6.9–33.3umL/D在3.0–12.3之间氧浓度为(0,4.1,8.7mg/L)的三种溶液中通过评价电极的灵敏度（电流）响应时间稳定性（抗扰动能力）第17页，共24页，2023年，2月20日，星期一第18页，共24页，2023年，2月20日，星期一第19页，共24页，2023年，2月20日，星期一第20页，共24页，2023年，2月20日，星期一第21页，共24页，2023年，2月20日，星期一第22页，共24页，2023年，2月20日，星期一凹腔的尺寸对电极的性能起着决定性作用 长度增加电极表现出更高的灵敏度，但响应时间也增加 抗扰动能力增强，可提供稳定输出I/d>5,

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