电化学传感器

摘要

描述了用于低氧浓度的监测环境中的有机污染物分子传感器，该传感器包括电化学电池，该电池由测量电极、参比电极和固态氧阴离子导体形成，测量电极涂覆了(或由其形成)能够催化有机污染物分子的解离吸附的催化剂，用于暴露于该监测环境，该参比电极涂覆了(或由其构成)能够催化氧解离为氧阴离子的所选催化剂，参比电极置于参比环境内，固态氧阴离子导体置于测量和参比电极之间并桥接它们，其中氧阴离子传导在临界温度T_c或其上出现。提供密封装置来使参比环境与监测环境隔离。还提供装置来控制和监测电池温度，以及控制流经参比和测量电极的电流(I_p)。在低于T_c的温度(T_ads)下，有机污染物分子吸附到测量电极表面上并解离，导致在其表面上碳沉积的积累。在高于T_c的温度下(T_tit)，电流(I_p)在参比和测量电极之间通过，从而控制从参比电极流通到测量电极的氧阴离子数量从而氧化在其表面上形成的碳沉积以及控制二氧化碳的形成。

主权项

1.监测被监测工艺环境中的痕量有机污染物水平的方法，该方法包括：提供电化学传感器，该传感器包括：固态氧阴离子导体，其中氧阴离子传导在临界温度Tc或其上出现，形成于导体第一表面上用于暴露于该被监测环境的测量电极，该测量电极包括用于催化有机污染物分子的解离吸附的物质，和形成于导体第二表面上用于暴露于参比环境的参比电极，该参比电极包括用于催化氧解离为氧阴离子的物质；在低于固态氧阴离子导体的临界温度Tc的传感器温度Tads下将测量电极暴露于被监测环境且时间为tads，从而导致一种或多种有机污染物吸附到测量电极表面并脱氢，从而导致在其表面上的碳沉积积累；将传感器温度升高到高于固态氧阴离子导体的临界温度Tc的Ttit值并在参比电极和测量电极之间通过电流Ip且时间为传感器电势差达到由到达电极表面的氧阴离子通量与从电极表面的氧气解吸速率之间的平衡所确定的恒定值所需的tp；和根据在温度Ttit通过传感器的总电荷Iptp确定存在于测量电极表面的碳沉积量且因此确定存在于工艺环境中的有机污染物的浓度。