常见的pH传感器大多采用电位法进行检测,基于电位法进行检测的传感器由敏感电极和参比电极组成.在尺寸仅为5 mm×5 mm的传感器芯片上制备了钛电极、银电极和铂电阻丝.采用电化学氧化的方法对钛电极进行阳极氧化制成Ti/TiO2敏感电极.采用电化学氯化的方法对银电极进行阳极氯化,再将饱和KC1溶液(3 mol/L)注入参比槽制成Ag/AgCl参比电极.铂电阻丝作为测温元件用于对pH值进行校准,电阻灵敏度约为14.21 Ω/℃.在室温下、溶液温度为(13±1)℃时,测试芯片在不同pH值(4～10)溶液中的电压.通过线性分析得到传感器的分辨率约为17.92 mV/pH.控制溶液温度不变,对芯片在不同pH值(4.00、6.00、8.00和10.00)溶液中的电压进行测试,并得到该温度下的传感器分辨率.在不同溶液温度下对传感器的分辨率进行测试.测得不同溶液温度(25、20、15和10℃)下传感器的分辨率分别为28.31、23.45、19.33和13.62 mV/pH.通过温度补偿公式对pH值进行校准,计算得到的理论pH值与实际测量值的偏差≤0.25.传感器芯片具有体积小且易于集成的特点,可应用于各种水环境的检测.

pH微纳传感器;Ti/TiO2敏感电极;液接式参比电极;微纳集成制造;电化学氧化/氯化

宁波大学信息科学与工程学院,浙江宁波 315211;北航金华北斗应用研究院,浙江金华 321002;中国科学院上海微系统与信息技术研究所传感技术联合国家重点实验室,上海 200050

[1]黄旭东;张井合;胡凯凯;蒋晨星;王振宇;郜晚蕾;金庆辉-.集成Ti/TiO2敏感电极和液接式Ag/AgCl参比电极的pH微纳传感器)[J].微纳电子技术,2022(03):250-256,263

微纳传感器,液接式参比电极,微纳集成制造

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