NO_x传感器用复合敏感电极的制备及性能

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NOx不仅是环境污染的主要来源,而且对人身体也有着严重的危害,所以开发对NOx响应迅速、敏感性能高且适合高温操作的传感器十分必要。固体电解质型NOx传感器逐渐被学者所关注研究,其中具有磷灰石结构的硅酸镧基固体电解质有优异的电性能。研究Si位双掺杂的硅酸镧对其电性能的影响,采用湿化学浸渍技术制备了La0.8Sr0.2Fe0.8Cu0.2O3-δ(LSFC)、LaCrO3(LCO)纳米复合敏感电极,与硅酸镧基片组装成NO2的电流型传感器;并测试了电解质电性能和传感器敏感性。利用XRD,SEM及EDX表征手段对硅酸镧样品和敏感电极进行表征。采用氧化物的高温固相合成法制备了Si位双掺杂的硅酸镧La10Si5Al XNYO27±δ(N=W、In;X=0、0.5、0.7、0.9、1;Y=1、0.5、0.3、0.1、0)。发现当Al和W、In共掺杂时电导率均高于其单掺本身,其中La10Si5Al0.9W0.1O26.65(LSAW)在800℃时电导率最高,σ=2.23×10-2 S·cm-1;La10Si5Al0.9In0.1O26.5(LSAI)电导率略小于前者,σ=2.12×10-2S·cm-1;说明Al与少量的W或In共掺杂取代一个Si位可以提高电解质本身的电导率。采用湿法浸渍技术在硅酸镧基片上制备了La0.8Sr0.2Fe0.8Cu0.2O3-δ(LSFC)纳米颗粒敏感材料,制成了NO2电流型传感器,对其敏感性能进行测试,在800℃下该传感器的灵敏度最高,响应值最大。传感器在稳定性和选择性方面表现出优异的性能。复合金属纳米敏感材料LaCrO3(LCO)采用湿法浸渍技术制备,与硅酸镧基电解质基片组合成NO2电流型传感器,传感器响应信号与NO2浓度之间的线性关系良好,传感器具有良好的稳定性和重现性。O2对传感器的选择性影响较大。在LCO上浸渍Na元素之后,传感器的灵敏度降低。
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