【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及傳感器，特別是涉及柔性電化學ph傳感器及其制備方法和應用。
技術介紹
1、電化學ph傳感器可以精確的測量溶液的ph值。而人體的各種生理過程都需要維持特定的酸堿平衡，因此，電化學ph傳感器常被用于檢測人體汗液或其他體液的ph檢測，從而評估人體內部的酸堿平衡狀態，以進一步評估人體的健康狀況。
2、目前，現有的柔性電化學ph傳感器大多在傳統的柔性襯底上構造而成，例如聚對苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚酰亞胺(pi)、聚二甲基硅氧烷(pdms)、聚氨酯(pu)和聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)等。這些聚合物薄膜通常是不透氣的，且缺乏足夠的柔韌性，而且無法完全緊密的貼合在皮膚表面，這會導致其與表皮之間的間隙會導致汗液積聚，使測試結果不準確。同時，這也會影響佩戴者的舒適性，使得傳感器在皮膚上的工作時間大大縮短。此外，在這類基底上加工ph傳感器的工藝通常較為復雜，制作過程繁瑣。
技術實現思路
1、基于此，有必要針對上述問題，提供一種柔性電化學ph傳感器及其制備方法和應用。該柔性電化學ph傳感器具有靈敏高、柔韌性好、透氣透濕性好的特點，能夠緊密貼附在皮膚表面監測體液的ph值，且監測準確度高，同時制作方法簡單。
2、一種柔性電化學ph傳感器，所述柔性電化學ph傳感器包括柔性納米纖維基底以及間隔設于所述柔性納米纖維基底表面的工作電極和參比電極，其中，所述工作電極包括第一工作部分以及與所述第一工作部分相連接的第一導線部分，所述第一工作部分設有聚苯胺敏感層。
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4、及/或，所述聚苯胺敏感層的厚度為6μm-10μm。
5、在其中一個實施例中，所述柔性納米纖維基底的透氣性為60.5mm/s-93.2mm/s，透濕性為2796.8g/m2·24h-2976.7g/m2·24h；
6、及/或，所述柔性納米纖維基底選自熱塑性聚氨酯納米纖維基底或者苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物納米纖維基底。
7、在其中一個實施例中，所述參比電極包括第二工作部分以及與所述第二工作部分相連接的第二導線部分，所述第二工作部分設有保護層，所述保護層的厚度為7μm-10μm，所述保護層中含有聚乙烯醇縮丁醛、氯化鈉和碳納米管。
8、在其中一個實施例中，所述工作電極為石墨烯工作電極，所述參比電極為銀/氯化銀參比電極。
9、一種如上述所述的柔性電化學ph傳感器的制備方法，包括如下步驟：
10、采用靜電紡絲技術制備柔性納米纖維基底；
11、采用模板印刷法在柔性納米纖維基底表面制備參比電極和工作電極；
12、采用循環伏安法在工作電極的第一工作部分沉積聚苯胺敏感層，得到柔性電化學ph傳感器。
13、在其中一個實施例中，采用模板印刷法在柔性納米纖維基底上制備參比電極和工作電極的步驟具體如下：
14、采用模板印刷法在柔性納米纖維基底表面印刷出兩條導線；
15、采用模板印刷法將工作電極漿料印刷在一條導線的一端形成工作電極，將參比電極漿料印刷在另一條導線的一端形成參比電極。
16、在其中一個實施例中，采用模板印刷法在柔性納米纖維基底上制備參比電極和工作電極的步驟中，還滿足以下條件中的至少一條：
17、(1)所述導線的材料選自金、石墨、石墨烯、碳納米管、鉑、鈀、銀中的至少一種；
18、(2)所述工作電極漿料選自石墨烯漿料，所述參比電極漿料選自銀/氯化銀漿料。
19、在其中一個實施例中，所述柔性電化學ph傳感器的制備方法，還滿足以下條件中的至少一條：
20、(1)采用靜電紡絲技術制備柔性納米纖維基底的步驟中，靜電紡絲的各項參數包括：外加正電壓為10kv-20kv，外加負電壓為-1kv至-5kv，滾筒的轉速為400rpm-600rpm，供液速度為0.02ml/min-0.1ml/min，針頭距離收集裝置間的間距為10cm-20cm，溫度為25℃-35℃，環境相對濕度為35％-45％；
21、(2)采用靜電紡絲技術制備柔性納米纖維基底的步驟中，采用的紡絲溶液的質量體積比為18％-26％，所述紡絲溶液選自熱塑性聚氨酯溶液和/或苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物溶液；
22、(3)采用循環伏安法在所述工作電極的第一工作部分沉積聚苯胺敏感層的步驟中，以苯胺溶液為原料，采用循環伏安法在工作電極的第一工作部分沉積聚苯胺敏感層，其中，所述苯胺溶液中苯胺的濃度為0.1mol/l-0.3mol/l；
23、(4)還包括將保護層前驅體溶液置于所述參比電極的第二工作部分，經干燥形成保護層，其中，所述保護層前驅體溶液包括聚乙烯醇縮丁醛、氯化鈉、碳納米管以及醇溶劑，其中，所述聚乙烯醇縮丁醛和所述氯化鈉的質量比為1.4:1-1.7:1，所述聚乙烯醇縮丁醛和所述碳納米管的質量比為100:1-50:1。
24、一種如上述所述的柔性電化學ph傳感器用于體液中ph的監測。
25、本專利技術的柔性電化學ph傳感器中，采用柔性納米纖維基底，使得柔性電化學ph傳感器具有良好的柔韌性、透氣性和透濕性，能夠緊密貼附在皮膚表面監測體液的ph值，提高柔性電化學ph傳感器的靈敏度以及監測準確度；同時，通過在工作電極的第一工作部分設置聚苯胺敏感層，利用聚苯胺在不同的ph值下會經歷氧化還原反應，使得柔性電化學ph傳感器在ph環境下響應快，快速實現ph值的測量，提高測量精度。因此，本專利技術的柔性電化學ph傳感器具有靈敏高、柔韌性好、透氣透濕性好的特點，能夠緊密貼附在皮膚表面監測體液的ph值，且監測準確度高，同時制作方法簡單。
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1.一種柔性電化學pH傳感器，其特征在于，所述柔性電化學pH傳感器包括柔性納米纖維基底以及間隔設于所述柔性納米纖維基底表面的工作電極和參比電極，其中，所述工作電極包括第一工作部分以及與所述第一工作部分相連接的第一導線部分，所述第一工作部分設有聚苯胺敏感層。
2.根據權利要求1所述的柔性電化學pH傳感器，其特征在于，所述柔性納米纖維基底的厚度為40μm-90μm；
3.根據權利要求1所述的柔性電化學pH傳感器，其特征在于，所述柔性納米纖維基底的透氣性為60.5mm/s-93.2mm/s，透濕性為2796.8g/m2·24h-2976.7g/m2·24h；
4.根據權利要求1所述的柔性電化學pH傳感器，其特征在于，所述參比電極包括第二工作部分以及與所述第二工作部分相連接的第二導線部分，所述第二工作部分設有保護層，所述保護層的厚度為7μm-10μm，所述保護層中含有聚乙烯醇縮丁醛、氯化鈉和碳納米管。
5.根據權利要求1-4任一項所述的柔性電化學pH傳感器，其特征在于，所述工作電極為石墨烯工作電極，所述參比電極為銀/氯化銀參比電極。
...【技術特征摘要】
1.一種柔性電化學ph傳感器，其特征在于，所述柔性電化學ph傳感器包括柔性納米纖維基底以及間隔設于所述柔性納米纖維基底表面的工作電極和參比電極，其中，所述工作電極包括第一工作部分以及與所述第一工作部分相連接的第一導線部分，所述第一工作部分設有聚苯胺敏感層。
2.根據權利要求1所述的柔性電化學ph傳感器，其特征在于，所述柔性納米纖維基底的厚度為40μm-90μm；
3.根據權利要求1所述的柔性電化學ph傳感器，其特征在于，所述柔性納米纖維基底的透氣性為60.5mm/s-93.2mm/s，透濕性為2796.8g/m2·24h-2976.7g/m2·24h；
4.根據權利要求1所述的柔性電化學ph傳感器，其特征在于，所述參比電極包括第二工作部分以及與所述第二工作部分相連接的第二導線部分，所述第二工作部分設有保護層，所述保護層的厚度為7μm-10μm，所述保護層中含有聚乙烯醇縮丁醛、氯化鈉和碳...
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