CN107255661A - 电化学气体传感器电极的制备方法及其所制备电极 - Google Patents

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CN107255661A CN201710449009.4A CN201710449009A CN107255661A CN 107255661 A CN107255661 A CN 107255661A CN 201710449009 A CN201710449009 A CN 201710449009A CN 107255661 A CN107255661 A CN 107255661A
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周连群
聂琦
李传宇
张芷齐
姚佳
周恒�
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    • G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
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    • G01N27/30—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
    • G01N27/308—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells at least partially made of carbon

Abstract

本发明提供了一种电化学气体传感器电极的制备方法，包括如下步骤：(1)配制含有第一催化剂的第一电极浆料，和含有第二催化剂的第二电极浆料，至少一个催化剂为表面修饰的碳纳米管材料；(2)将第一电极浆料和第二电极浆料分别担载在固体电解质膜相对的两侧面上，烘干之后进行热压处理，以在固体电解质膜的两侧面上形成工作电极和对电极。该制备方法能够应用于制备性能良好的两电极体系的检测电极，同时简化了电极的制备工艺，有利于大规模的工业生产。本发明还提供了一种利用上述方法制备的电化学乙醇气体传感器电极和电化学乙醇气体传感器，具有高灵敏度、高选择性和高稳定性等优点。

Description

电化学气体传感器电极的制备方法及其所制备电极
技术领域
本发明属于传感器技术领域，具体涉及一种电化学气体传感器电极的制备方法及其所制备电极。
背景技术
交管部门为了保证交通安全,严格限制并检测驾驶员的饮酒情况，根据国家质量监督检验检疫局发布的《车辆驾驶人员血液、呼气酒精含量阈值与检验》(GB19522—2004)，将车辆驾驶人员血液中的酒精含量大于或者等于20mg/100ml，小于80mg/100ml的驾驶行为判定为饮酒驾驶，酒精含量大于或等于80mg/100ml的驾驶行为判定为醉酒驾驶；按照血液中酒精质量浓度(mg/L)等于呼出气体中乙醇浓度(mg/L)乘以2200的比例关系，对应呼出乙醇气体浓度范围为(47ppm,189ppm)和大于或等于189ppm。因此，要求电化学乙醇气体检测要有较宽的检测范围。另外，乙醇是易挥发易燃的有机溶剂，与空气混合能形成***性混合物，气体***一直是困扰酒厂和化工厂安全生产的重大难题。乙醇气体遇明火等引起***的特性要求针对乙醇气体检测要有更低的检测限。
目前市场上流行的乙醇检测传感器，共有三种：半导体式乙醇传感器、电化学乙醇传感器、红外线乙醇传感器，除此之外还有比色法等。其中，电化学乙醇气体传感器主要是利用醇类化合物在贵金属电极上发生电化学氧化反应，产生氧化电流，电流的强度与乙醇的浓度直接相关。由于贵金属催化活性高，使得电化学乙醇气体传感器具有较高的检测灵敏度，但应用贵金属催化剂的传感器存在气体选择性差，金属比表面积小、可利用率不大，以及金属在电解液中易腐蚀导致传感器稳定性差等问题。与贵金属材料相比，碳纳米管具有大的比表面积，和更高、更容易化学共价键修饰、更稳定的电化学活性，因为具有更高的电化学分析灵敏度与选择性。例如，中国专利文献CN101458225B中公开了一种电化学气体传感器，包括电解质、工作电极、对电极和参考电极，其中三个电极至少一个含有修饰的碳纳米管材料。该电化学气体传感器利用表面化学修饰的碳纳米管或表面金属沉积的碳纳米管制作碳纳米管电极，实现了对NH3和NO气体的高灵敏度检测，但其提高传感器检测灵敏度的技术手段之一是通过引入参考电极，然而三电极的传感器增加了传感器的制造工序和制造成本，导致传感器结构复杂并且增加了传感器的能耗；并且上述传感器中工作电极、参考电极和配对电极通过衬垫前后相连的方式固定在电解质中，增加了传感器电极的体积，不利于传感器的小型化，且该固定方式在传感器使用过程中易出现电极松动导致传感器稳定性差以及使用寿命降低；此外，上述电化学气体传感器检测范围局限于3ppm之内，由于检测范围窄而无法达到乙醇气体检测所需的检测宽度。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的电化学气体传感器电极的制作工序复杂、制作成本高；从而提供一种加工工艺简单、生产成本低，且检测性能好的电化学气体传感器电极的制备方法，以及应用该制备方法制备的电化学乙醇气体传感器电极。
本发明提供了一种电化学气体传感器电极的制备方法，包括如下步骤：
(1)配制含有第一催化剂的第一电极浆料，和含有第二催化剂的第二电极浆料，其中，所述第一催化剂和所述第二催化剂中，至少一种催化剂为表面修饰的碳纳米管材料；
(2)将所述第一电极浆料和所述第二电极浆料分别担载在固体电解质膜相对的两侧面上，烘干之后进行热压处理，以在固体电解质膜的两侧面上形成工作电极和对电极。
优选地，上述的电化学气体传感器电极的制备方法，所述表面修饰的碳纳米管材料的制备方法为，
a：将碳纳米管材料溶于水、乙醇或者二甲基亚矾中，混合均匀后继续加入表面活性剂，得到碳纳米管溶液或悬液；
b：利用超声或者粉碎的方法对步骤a中得到的碳纳米管溶液或悬液进行乳化处理，处理4-12h后，对乳化的碳纳米管进行表面修饰，得到表面修饰的碳纳米管材料。
进一步优选地，上述的电化学气体传感器电极的制备方法，所述表面活性剂选自聚乙烯吡咯烷酮、十二烷基苯磺酸钠、聚山梨酯或十二烷基硫酸钠中一种或几种的混合物，所述表面活性剂：所述碳纳米管(M/M)＝(0.015-0.2):1。
优选地，上述的电化学气体传感器电极的制备方法，在步骤(1)中，电极浆料的制备方法为，将催化剂加水湿润后，加入分散剂并混合均匀，继续加入粘结剂，混合均匀后得到电极浆料，其中，催化剂：分散剂：粘结剂(g：L：L)＝1：(0.05-0.1)：(0.01-0.02)；所述分散剂选自酒精、异丙醇、乙二醇、四氢呋喃或者甘油中的一种或几种的混合物；所用粘结剂选自Nafion乳液、聚偏二氟乙烯乳液或者PTFE乳液中的一种或几种的混合物；所述固体电解质膜为强酸处理的Nafion膜。
优选地，上述的电化学气体传感器电极的制备方法，所述热压处理的温度为110-150℃，压力为40-60kg/cm2，处理时间为1-2分钟。
优选地，上述的电化学气体传感器电极的制备方法，当所述第一催化剂和所述第二催化剂中的一种催化剂为表面修饰的碳纳米管材料时，另一种为贵金属粉末或贵金属氧化物粉末或两者的混合物；所述贵金属包括铂、钯、铱、金或钌的一种或者几种的混合物。
优选地，上述的电化学气体传感器电极的制备方法，所述表面修饰的碳纳米管材料为电化学活性基团或金属纳米颗粒修饰的碳纳米管材料，所述金属纳米颗粒包括贵金属纳米颗粒或贵金属氧化物纳米颗粒或两者的混合物；所述贵金属包括铂、钯、铱、金或钌的一种或者几种的混合物。
进一步优选地，上述的电化学气体传感器电极的制备方法，所述碳纳米管纯度大于95％，直径小于2μm；所述碳纳米管包括单壁碳纳米管和多壁碳纳米管。
本发明提供了一种电化学乙醇气体传感器电极，所述电化学乙醇气体传感器电极包括固体电解质膜和成形在所述固体电解质膜两侧面上的工作电极和对电极，所述工作电极和所述对电极中至少一个电极以表面修饰的碳纳米管材料作为催化剂。
优选地，上述的电化学乙醇气体传感器电极，所述电化学乙醇气体传感器电极应用上述的电化学气体传感器电极的制备方法制得。
本发明相对现有技术具有如下优点：
1.本发明提供的电化学气体传感器电极的制备方法，能够应用于制备由工作电极和对电极形成的两电极的传感器电极，简化了传感器电极的结构与传感器电极的制备工序，有利于降低传感器电极的制作成本与传感器电极的能耗；同时，使用本方法所制备的电极为膜电极，电极所占体积小，有利于实现传感器的小型化。
上述制备方法中电极浆料担载在固体电解质膜的两侧面上，烘干之后进行热压处理，即得到电化学乙醇气体传感器电极。该制备方法省略了现有技术中单独制备工作电极和对电极、以及将工作电极和对电极转移到固体电解质膜上的二次转移的步骤，进一步简化了传感器电极的制备工序，有利于大规模的工业生产。另一方面，上述制备方法直接在膜两侧固定电极浆料能够有效避免传统电极制作过程中催化剂的损耗，提高催化剂的利用率。
2.本发明提供的电化学气体传感器电极的制备方法，工作电极和对电极中至少一个电极以表面修饰的碳纳米管材料作为催化剂，表面修饰的碳纳米管材料为电化学活性基团或金属纳米颗粒修饰的碳纳米管材料。由于碳纳米管材料具有较大的比表面积，有利于提高表面附着的电化学活性基团或金属纳米颗粒含量，进而提高了催化剂所占的比例，以及电极的电化学活性；同时，由金属颗粒附着在碳纳米管的表面，在保证金属纳米颗粒高催化活性的同时，能够避免金属纳米颗粒的团聚，提高了电极的稳定性。
3.本发明提供的表面修饰的碳纳米管材料的制备方法，通过在碳纳米管的修饰前加入表面活性剂对碳纳米管进行粉碎断裂处理，使碳纳米管表面能够附着更多的金属颗粒，有利于提高催化剂的利用率，进而提高电极的电化学活性。碳纳米管的乳化处理过程有利于进一步减小碳纳米管粒径、增加碳纳米管的比表面积，进一步增加金属纳米颗粒的附着。将碳纳米管处理后用于制备电化学气体传感器电极，能够实现对乙醇气体的快速响应，且检测浓度范围宽，达到电化学气体传感器电极在交通和工业领域所需的对乙醇气体的检测要求。
4.本发明所提供的电极浆料的制备方法，通过调节电极浆料各组分的比例，能够实现对乙醇气体响应时间短、选择性高和检测范围宽的电化学气体传感器电极的制备。本发明使用的固体电解质膜为强酸处理的Nafion膜，Nafion膜相比于固体电解质材料来讲，其稳定性较好，使用寿命较长，利用强酸处理能够进一步增强Nafion膜的稳定性，进而提高电化学气体传感器电极的稳定性和使用寿命。
5.本发明提供的电化学乙醇气体传感器电极，是由工作电极、对电极和固体电解质膜形成的膜电极，电极具有体积小、结构简单和能耗小的优势。电化学乙醇气体传感器电极应用本发明所提供的的制备方法制得，使电极对乙醇气体检测的具有灵敏度高、检测范围宽、选择性好，以及相应时间短等优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1～实施例4中所提供的碳纳米管的结构示意图，图中由左向右依次显示单壁碳纳米管和多壁碳纳米管；
图2为本发明实施例1和实施例3中所制备的电化学气体传感器电极的表面结构示意图；
图3为本发明检测1中所示的电化学气体传感器电极对不同浓度乙醇气体的响应时间，图中沿横坐标由左向右依次显示电化学气体传感器电极对浓度为38.4ppm、76.8ppm、153.6ppm、230.4ppm、307.2ppm、384ppm和460.8ppm的乙醇气体的响应与恢复时间；
图4为本发明检测1中所示的电化学气体传感器电极用于检测不同浓度乙醇气体的电压-浓度曲线图；
图5为本发明实施例1～实施例4中所提供的电化学气体传感器电极，应用于电化学乙醇气体传感器的装配流程以及检测流程。
具体实施方式
以下通过具体实施例来说明本发明的实施方式，除非另外说明，本发明中所公开的实验方法均采用本技术领域常规技术，实施例中所用到的试剂和原料均可由市场购得。
实施例1
本实施例提供了一种电化学气体传感器电极的制备方法，具体制备方法如下：
1、制备第一催化剂和第二催化剂
(1)称取100mg碳纳米管材料(购自sigma aldrich，碳纳米管为单壁碳纳米管，碳纳米管纯度大于95％，长度小于2μm)溶于80ml乙醇，混合均匀后继续加入7mg聚乙烯吡咯烷酮，得到碳纳米管悬液；
(2)将步骤(1)中得到的碳纳米管悬液超声处理5.5小时，使碳纳米管进一步粉碎断裂，得到乳化后的碳纳米管；按碳纳米管∶(铂与钌的混合物)等于1:4的重量比例，利用浸渍法在乳化后的碳纳米管表面附着铂与钌颗粒，控制浸渍液中金属颗粒的浓度对碳纳米管表面附着铂与钌颗粒的密度进行调节；最后真空加热干燥，得到铂与钌颗粒修饰的碳纳米管粉末，作为制备工作电极的第一催化剂和制备对电极的第二催化剂，两者为相同的催化剂。
2、制备电极浆料
称取150mg步骤1中得到的催化剂，向催化剂中加4ml水湿润，再量取12ml的异丙醇与催化剂混合均匀，继续向上述混合物中加入2.2ml的Nafion乳液，混合均匀后得到电极浆料，作为制备工作电极第一电极浆料和制备对电极的第二电极浆料。
3、制备电化学传感器电极
(1)将Nafion膜放入5％的过氧化氢溶液中80℃水浴加热1小时，取出后用超纯水清洗，之后将其放入5％的浓硫酸中，80℃水浴加热1小时，取出后用超纯水清洗，最后将其放入超纯水中80℃水浴加热1小时,阴凉条件下晾干，得到强酸处理的Nafion膜；
(2)各取6mL步骤2中制备的第一电极浆料和第二电极浆料，将第一电极浆料和第二电极浆料分别喷涂在Nafion膜的两侧，随后在75℃的空气环境中烘干，并在130℃和40kg/cm2的压力下热压1分钟，形成固定在Nafion膜两侧的工作电极和对电极，得到电化学气体传感器电极。
实施例2
本实施例提供了一种电化学气体传感器电极的制备方法，具体制备方法如下：
1、制备第一催化剂
(1)称取100mg碳纳米管材料(购自sigma aldrich，碳纳米管为多壁碳纳米管，碳纳米管纯度大于95％，长度小于2μm)溶于75ml纯水，混合均匀后继续加入1.5mg十二烷基苯磺酸钠，得到碳纳米管悬液；
(2)将步骤(1)中得到的碳纳米管悬液超声处理8小时，使碳纳米管进一步粉碎断裂，得到乳化后的碳纳米管；按碳纳米管∶(二氧化铂与铱的混合物)等于1:4的重量比例，利用浸渍法在乳化后的碳纳米管表面附着二氧化铂颗粒与铱颗粒，控制浸渍液中金属颗粒的浓度对碳纳米管表面附着金属颗粒的密度进行调节；最后真空加热干燥，得到二氧化铂与铱颗粒修饰的碳纳米管粉末，作为制备工作电极的第一催化剂。
2、制备电极浆料
(1)称取100mg步骤1中得到的催化剂，向催化剂中加3ml水湿润，再量取5ml的酒精与催化剂混合均匀，继续向上述混合物中加入2ml的聚偏二氟乙烯乳液，混合均匀后得到制备工作电极的第一电极浆料；
(2)称取100mg氧化铂粉末，向其中加入8ml乙二醇和2ml的Nafion乳液，混合均匀后得到制备对电极的第二电极浆料。
3、制备电化学传感器电极
(1)将Nafion膜放入5％的过氧化氢溶液中80℃水浴加热1小时，取出后用超纯水清洗，之后将其放入5％的浓硫酸中，80℃水浴加热1小时，取出后用超纯水清洗，最后将其放入超纯水中80℃水浴加热1小时,阴凉条件下晾干，得到强酸处理的Nafion膜；
(2)取步骤2中制备的第一电极浆料6mL，点滴在Nafion膜的单侧面上，作为工作电极材料；取6ml第二电极浆料点滴在Nafion膜的另一侧面上，作为对电极材料；随后在75℃的空气环境中烘干，并在110℃和50kg/cm2的压力下热压2分钟，形成固定在Nafion膜两侧的工作电极和对电极，得到电化学气体传感器电极。
实施例3
本实施例提供了一种电化学气体传感器电极的制备方法，具体制备方法如下：
1、制备第一催化剂和第二催化剂
(1)称取100mg碳纳米管材料(购自sigma aldrich，碳纳米管为单壁碳纳米管，碳纳米管纯度大于95％，长度小于2μm)溶于85ml乙醇，混合均匀后继续加入10mg聚乙烯吡咯烷酮，得到碳纳米管悬液；
(2)将步骤(1)中得到的碳纳米管悬液超声处理12小时，使碳纳米管进一步粉碎断裂，得到乳化后的碳纳米管；按碳纳米管∶钯等于1:4的重量比例，利用沉积法在乳化后的碳纳米管表面附着钯颗粒，控制化学溶液中钯颗粒的浓度对碳纳米管表面附着钯颗粒的密度进行调节；最后真空加热干燥，得到钯颗粒修饰的碳纳米管粉末，作为制备工作电极的第一催化剂和制备对电极的第二催化剂，两者为相同的催化剂。
2、制备电极浆料
称取150mg步骤1中得到的催化剂，向催化剂中加4ml水湿润，再量取15ml的乙二醇与催化剂混合均匀，继续向上述混合物中加入1.5ml的PTFE乳液，混合均匀后得到电极浆料，作为制备工作电极的第一电极浆料和制备对电极的第二电极浆料。
3、制备电化学传感器电极
(1)将Nafion膜放入5％的过氧化氢溶液中80℃水浴加热1小时，取出后用超纯水清洗，之后将其放入5％的浓硫酸中，80℃水浴加热1小时，取出后用超纯水清洗，最后将其放入超纯水中80℃水浴加热1小时,阴凉条件下晾干，得到强酸处理的Nafion膜；
(2)各取6mL步骤2中制备的第一电极浆料和第二电极浆料，将第一电极浆料和第二电极浆料分别喷涂在Nafion膜的两侧，随后在75℃的空气环境中烘干，并在150℃和60kg/cm2的压力下热压1分钟，形成固定在Nafion膜两侧的工作电极和对电极，得到电化学气体传感器电极。
实施例4
本实施例提供了一种电化学气体传感器电极的制备方法，具体制备方法如下：
1、制备第二催化剂
(1)称取100mg碳纳米管材料(购自sigma aldrich，碳纳米管为单壁碳纳米管，碳纳米管纯度大于95％，长度小于2μm)溶于95ml纯水，混合均匀后继续加入20mg聚山梨酯，得到碳纳米管悬液；
(2)将步骤(1)中得到的碳纳米管悬液粉碎处理4小时，使碳纳米管进一步粉碎断裂，得到乳化后的碳纳米管；按碳纳米管∶(钯与二氧化铱的混合物)等于1:4的重量比例，利用沉积法在乳化后的碳纳米管表面附着钯与二氧化铱颗粒，控制化学溶液中金属颗粒的浓度对碳纳米管表面附着钯与二氧化铱颗粒的密度进行调节；最后真空加热干燥，得到钯与二氧化铱颗粒修饰的碳纳米管粉末，作为制备对电极的第二催化剂。
2、制备电极浆料
(1)称取100mg步骤1中得到的催化剂，向催化剂中加3ml水湿润，再量取8ml的四氢呋喃与催化剂混合均匀，继续向上述混合物中加入1.6ml的聚偏二氟乙烯乳液，混合均匀后得到制备对电极的第二电极浆料；
(2)称取100mg钯与二氧化铱混合物粉末，向其中加入8ml乙二醇和2ml的Nafion乳液，混合均匀后得到制备工作电极的第一电极浆料。
3、制备电化学传感器电极
(1)将Nafion膜放入5％的过氧化氢溶液中80℃水浴加热1小时，取出后用超纯水清洗，之后将其放入5％的浓硫酸中，80℃水浴加热1小时，取出后用超纯水清洗，最后将其放入超纯水中80℃水浴加热1小时,阴凉条件下晾干，得到强酸处理的Nafion膜；
(2)取步骤2中第二电极浆料料6mL，点滴在Nafion膜的单侧面上，作为对电极材料；取6ml第一电极浆料点滴在Nafion膜的另一侧面上，作为工作电极材料；随后在75℃的空气环境中烘干，并在140℃和50kg/cm2的压力下热压1.5分钟，形成固定在Nafion膜两侧的对电极和工作电极，得到电化学气体传感器电极。
检测例1
将实施例1中所制备的电化学气体传感器电极进行装配、老化等处理，得到电化学乙醇气体传感器；然后搭建测试平台，利用采样袋液态配气方式，在1-500ppm范围内选择配制7种浓度(38.4ppm、76.8ppm、153.6ppm、230.4ppm、307.2ppm、384ppm和460.8ppm)的乙醇气体，每个样品气体测试之后，利用高纯空气清洗一定时间，得到传感器对于不同浓度乙醇气体的实时响应数据，如图3所示，使用上述电化学传感器电极的传感器对不同浓度的乙醇气体具有较快的响应，响应时间小于30s，同时传感器显示出良好的恢复特性。以乙醇气体的7种浓度作为横坐标，以每种浓度下电化学气体传感器电极对应的电压波动值作为纵坐标，线性拟合得到如图4所示的浓度-电压曲线图，根据线性拟合结果显示传感器响应浓度范围为1-500ppm，有较宽的检测范围；计算曲线斜率可得电化学乙醇气体传感器的灵敏度度为0.91mV/ppm，检测灵敏度高。因此，该制备方法所制备的电化学传感器电极，对乙醇气体的检测范围宽(1-500ppm)，能够满***通执法检测中对乙醇气体宽范围的检测要求，且灵敏度高、响应时间短、恢复性好，因而具有较高的检测效率。
检测例2
将实施例1～实施例4中所制备的电化学气体传感器电极进行装配、老化等处理，得到电化学乙醇气体传感器；然后搭建测试平台，利用采样袋液态配气方式，选择对不同浓度的乙醇气体进行检测，以检测例1所示的方法线性拟合电压-浓度曲线，得到不同制备方法下电化学气体传感器电极的灵敏度检测值，检测结果如表1所示：
表1不同制备方法所得电化学乙醇气体传感器的检测值
由表1可知，利用实施例1～实施例4所示的制备方法均能得到响应时间短、乙醇气体选择性高和检测灵敏度高的电化学气体传感器电极，其中实施例1中所示的方法在检测灵敏度和响应时间上优于其他制备方法所得电极。另一方面，采用实施例1～实施例4所示的制备方法，所得的电化学气体传感器电极为两电极的膜电极，不仅有效减小了传感器电极的体积，有利于实现小型化的传感器，两电极的传感器电极制作工序简化、制作成本降低，有利于大规模的工业生产。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种电化学气体传感器电极的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)配制含有第一催化剂的第一电极浆料，和含有第二催化剂的第二电极浆料，其中，所述第一催化剂和所述第二催化剂中，至少一种催化剂为表面修饰的碳纳米管材料；
(2)将所述第一电极浆料和所述第二电极浆料分别担载在固体电解质膜相对的两侧面上，烘干之后进行热压处理，以在固体电解质膜的两侧面上形成工作电极和对电极。
2.根据权利要求1所述的电化学气体传感器电极的制备方法，其特征在于，所述表面修饰的碳纳米管材料的制备方法为，
a：将碳纳米管材料溶于水、乙醇或者二甲基亚矾中，混合均匀后继续加入表面活性剂，得到碳纳米管溶液或悬液；
b：利用超声或者粉碎的方法对步骤a中得到的碳纳米管溶液或悬液进行乳化处理，处理4-12h后，对乳化的碳纳米管进行表面修饰，得到表面修饰的碳纳米管材料。
3.根据权利要求2所述的电化学气体传感器电极的制备方法，其特征在于，所述表面活性剂选自聚乙烯吡咯烷酮、十二烷基苯磺酸钠、聚山梨酯或十二烷基硫酸钠中一种或几种的混合物，所述表面活性剂：所述碳纳米管(M/M)＝(0.015-0.2):1。
4.根据权利要求1-3任一项所述的电化学气体传感器电极的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，电极浆料的制备方法为，将催化剂加水湿润后，加入分散剂并混合均匀，继续加入粘结剂，混合均匀后得到电极浆料，其中，催化剂：分散剂：粘结剂(g：L：L)＝1：(0.05-0.1)：(0.01-0.02)；所述分散剂选自酒精、异丙醇、乙二醇、四氢呋喃或者甘油中的一种或几种的混合物；所用粘结剂选自Nafion乳液、聚偏二氟乙烯乳液或者PTFE乳液中的一种或几种的混合物；所述固体电解质膜为强酸处理的Nafion膜。
5.根据权利要求1-4任一项所述的电化学气体传感器电极的制备方法，其特征在于，所述热压处理的温度为110-150℃，压力为40-60kg/cm2，处理时间为1-2分钟。
6.根据权利要求1-4任一项所述的电化学气体传感器电极的制备方法，其特征在于，当所述第一催化剂和所述第二催化剂中的一种催化剂为表面修饰的碳纳米管材料时，另一种为贵金属粉末或贵金属氧化物粉末或两者的混合物；所述贵金属包括铂、钯、铱、金或钌的一种或者几种的混合物。
7.根据权利要求1所述的电化学气体传感器电极的制备方法，其特征在于，所述表面修饰的碳纳米管材料为电化学活性基团或金属纳米颗粒修饰的碳纳米管材料，所述金属纳米颗粒包括贵金属纳米颗粒或贵金属氧化物纳米颗粒或两者的混合物；所述贵金属包括铂、钯、铱、金或钌的一种或者几种的混合物。
8.根据权利要求7所述的电化学气体传感器电极的制备方法，其特征在于，所述碳纳米管纯度大于95％，直径小于2μm；所述碳纳米管包括单壁碳纳米管和多壁碳纳米管。
9.一种电化学乙醇气体传感器电极，其特征在于，所述电化学乙醇气体传感器电极包括固体电解质膜和成形在所述固体电解质膜两侧面上的工作电极和对电极，所述工作电极和所述对电极中至少一个电极以表面修饰的碳纳米管材料作为催化剂。
10.根据权利要求9所述的电化学乙醇气体传感器电极，其特征在于，所述电化学乙醇气体传感器电极应用权利要求1-8所述的电化学气体传感器电极的制备方法制得。
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