一种基于YSZ和CoTa2O6敏感电极的混成电位型NO2传感器、制备方法及其应用技术

一种基于YSZ和CoTa2O6敏感电极的混成电位型高温NO2传感器、制备方法及其在汽车尾气监测中的应用。传感器依次由带有Pt加热电极的Al2O3陶瓷板、YSZ基板、Pt参考电极和敏感电极组成；参考电极和敏感电极彼此分立且对称地制备在YSZ基板上表面的两端，YSZ基板下表面与带有Pt加热电极的Al2O3陶瓷板粘结在一起；敏感电极的材料为CoTa2O6。本发明专利技术以YSZ作为离子导电层，利用具有高电化学催化活性的CoTa2O6复合氧化物材料为敏感电极，通过不同煅烧温度(800℃～1200℃)来改变敏感电极的微观形貌，并分别构筑成传感器件，通过对比在高温下对NO2的响应值大小，获得具有更高敏感性能的器件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于气体传感器
，具体涉及一种基于YSZ和CoTa2O6敏感电极的混成电位型高温NO2传感器、制备方法及其在汽车尾气监测中的应用。
技术介绍
随着汽车保有量的不断增加，汽车尾气排放造成的环境污染和日益匮乏的资源问题已经成为了汽车工业持续发展所面临的两个主要挑战。因此，为了应对挑战，世界各国陆续提出了更严格的车辆排放标准来限制有毒有害尾气的排放。此外，为了提高燃料的燃烧效率，减少二氧化碳的排放，在稀薄燃烧或直喷发动机上安装NOx吸储型催化系统来弥补传统的三相催化系统的低NOx排除能力。然而，当催化剂对NOx的吸储能力达到饱和时，需要将高浓度的碳氢化合物供给催化剂来实现吸储能力的恢复。因此，低成本、高稳定、高强度和高敏感性能的NOx传感器应该被安装在催化剂的前后两端来实时监测NOx的浓度，从而调整催化剂的再生时机。由于车载尾气后处理系统常常处于高温高湿的恶劣工作状态下，所以要求传感器应该能够承受高温高湿的环境。非常幸运的是，基于YSZ和金属氧化物敏感电极的混成电位型气体传感器可以满足以上要求。稳定氧化锆基混成电位型NO2传感器的敏感机理是：气氛中NO2通过敏感电极层向三本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于YSZ和CoTa2O6敏感电极的混成电位型NO2传感器，依次由带有Pt加热电极的Al2O3陶瓷板、YSZ基板、Pt参考电极和敏感电极组成；参考电极和敏感电极彼此分立且对称地制备在YSZ基板上表面的两端，YSZ基板下表面与带有Pt加热电极的Al2O3陶瓷板粘结在一起；其特征在于：敏感电极的材料为CoTa2O6，其由如下方法制备得到，称取0.5～2mmol的Ta2O5，将其溶解于30～60mL、质量分数40～50％的氢氟酸的水溶液中，在60～90℃下搅拌12～24小时；将15～20mL、质量浓度25～28％的氨水逐滴滴加到以上溶液中，调节反应体系的pH值为8～10，陈化12～14小时，经过...

【技术特征摘要】
1.一种基于YSZ和CoTa2O6敏感电极的混成电位型NO2传感器，依次由带有Pt加热电极的Al2O3陶瓷板、YSZ基板、Pt参考电极和敏感电极组成；参考电极和敏感电极彼此分立且对称地制备在YSZ基板上表面的两端，YSZ基板下表面与带有Pt加热电极的Al2O3陶瓷板粘结在一起；其特征在于：敏感电极的材料为CoTa2O6，其由如下方法制备得到，称取0.5～2mmol的Ta2O5，将其溶解于30～60mL、质量分数40～50％的氢氟酸的水溶液中，在60～90℃下搅拌12～24小时；将15～20mL、质量浓度25～28％的氨水逐滴滴加到以上溶液中，调节反应体系的pH值为8～10，陈化12～14小时，经过滤、洗涤到中性，得到白色沉淀；将以上白色沉淀溶解于柠檬酸的水溶液中，在60～80℃下继续搅拌1～2小时，加入CoCl2·6H2O水溶液继续搅拌至凝胶；将得到的凝胶在80～90℃真空条件下烘干12～24小时得到干凝胶，最后将得到的干凝胶在800～1200℃条件下煅烧2～4小时，得到CoTa2O6敏感电极材料；其中CoCl2·6H2O和Ta2O5的用量摩尔比为1：1，柠檬酸与Ta2O5的用量摩尔比为2～5：1。2.权利要求1所述的一种基于YSZ和CoTa2O6敏感电极的混成电位型NO2传感器的制备方法，其步骤如下：(1)制作Pt参考电极：在YSZ基板上表面的一端使用Pt浆制作15～20μm...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢革宇，刘方猛，梁喜双，孙鹏，刘凤敏，孙彦峰，马健，高原，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22