器采用的中低溫固體電解質(zhì) 材料為鈣鈦礦型復(fù)合氧化物GdhCa/lOy，該種氧化物由于具有比較寬松、穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)環(huán) 境，可以容納大量的氧離子空位而產(chǎn)生很高的電導(dǎo)率； (2)以該固體電解質(zhì)材料制得的阻抗譜型N0X傳感器，是通過交流阻抗的方法測試NOx 濃度，測試的頻率范圍為1Hz~ 10MHz，溫度范圍為300°C~ 1000 °C，N0X可測試的范圍 為0 ~500ppm，具有響應(yīng)時間短，靈敏度高，穩(wěn)定性好，低檢測下限等優(yōu)點。
【附圖說明】
[0021] 圖1為6〇/103_6 (x=0-0. 15)固體電解質(zhì)材料在1200 °C下焙燒2h后的樣 品XRD圖。
【具體實施方式】
[0022] 為了使技術(shù)人員進一步理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合實施例對本發(fā)明的技術(shù) 方案作更加具體的描述。
[0023] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種在中低溫環(huán)境下對N0X氣體濃度監(jiān)測的固 體電解質(zhì)的阻抗型N0X傳感器，該傳感器具有響應(yīng)時間短，靈敏度高，穩(wěn)定性好，低檢測下限 等優(yōu)點。本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案：一種阻抗譜型N0X傳感器及其固 體電解質(zhì)材料的制備方法，所述N0X傳感器由固體電解質(zhì)基片，敏感電極，參考電極組成。其 中固體電解質(zhì)材料為GdhCa/lCVs，其中0. 05彡x彡0. 25,敏感電極是NiO,而參考電極則 選用的是貴金屬Pt。本發(fā)明采用絲網(wǎng)印刷技術(shù)在固體電解質(zhì)上下表面印刷敏感電極和參考 電極，并引出用于連接的電極引線，通過燒結(jié)方式形成一個固定的整體。
[0024] 本發(fā)明的工作原理是利用勵"專感器中，敏感電極，固體電解質(zhì)以及N0，氣體三相 界面的電化學(xué)反應(yīng)阻抗隨N0X濃度的改變而檢測NOx濃度，對同一濃度N0和N02響應(yīng)信號的 大小和符號一致，從而可以測定總濃度。對于阻抗譜型N0X傳感器，就勵2氣體而言，相 對總阻值
【主權(quán)項】
1. 一種阻抗譜型NOx傳感器及其固體電解質(zhì)材料的制備方法，其特征在于：所述的固 體電解質(zhì)材料為GcUCaxAKVs，其中0. 05彡X彡0. 25。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻抗譜型NOx傳感器及其固體電解質(zhì)材料的制備方法，其特 征在于：采用檸檬酸-凝膠法制備GdhCaxAKVs固體電解質(zhì)材料，包括以下步驟： (1) 根據(jù)化學(xué)計量比稱取硝酸釓、硝酸鋁、硝酸鈣及檸檬酸試劑，在室溫下，將硝酸釓、 硝酸鋁和硝酸鈣倒入燒杯，加100- 400mL去離子水?dāng)嚢璩浞秩芙?，放?0 - 90 °C水浴中 加熱，磁力攪拌〇? 5-2h; (2) 向步驟（1)制得的溶液中加入檸檬酸試劑，攪拌，并在60 - 90 °C水浴中加熱4-10 h，形成淡黃色凝膠； (3) 將步驟（2)獲得的淡黃色凝膠轉(zhuǎn)移到電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱中，在80-150 °C干燥 4_20h，得到棕色前驅(qū)體粉末； (4) 將步驟（3)得到的棕色前驅(qū)體粉末倒入蒸發(fā)皿，在蒸發(fā)皿中平鋪一層，在空氣氣氛 中 600-1200°C焙燒 2-6h，升溫速率 2°C/min~4°C/min; (5) 將步驟（4)得到的粉末研磨，取研磨后的粉末采用等靜壓成型法壓制成圓柱形片 狀，在空氣氣氛中經(jīng)過1400-1700 °C高溫焙燒4-10 h制作成固體電解質(zhì)基片。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的阻抗譜型NOx傳感器及其固體電解質(zhì)材料的制備方法，其特 征在于：步驟（5)所制得的固體電解質(zhì)基片厚度為0.2mm- 0.5mm，直徑為8mm-12mm。
4. 一種如權(quán)利要求1所述的阻抗譜型NOx傳感器及其固體電解質(zhì)材料的制備方法，其 特征在于：所述的NOx傳感器由固體電解質(zhì)基片，敏感電極，參考電極組成；其中敏感電極 是NiO,參考電極是Pt。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的阻抗譜型NOx傳感器及其固體電解質(zhì)材料的制備方法，其特 征在于：所述的敏感電極前驅(qū)體組成是含有乙基纖維素和松油醇的NiO漿料。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的阻抗譜型NOx傳感器及其固體電解質(zhì)材料的制備方法，其特 征在于：所述的參考電極前驅(qū)體組成是含有乙基纖維素，玻璃粉和松油醇的鉑漿料。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的阻抗譜型NOx傳感器及其固體電解質(zhì)材料的制備方法，其特 征在于：所述的NOx傳感器的制備方法包括以下步驟： (1) 將固體電解質(zhì)基片放入高溫爐中燒結(jié)制成致密固體電解質(zhì)基片，燒結(jié)溫度為 1400-1700 0C； (2) 采用絲網(wǎng)印刷技術(shù)在固體電解質(zhì)基片上下表面涂覆敏感電極和參考電極，并引出 用于連接電源的電極引線，烘干和焙燒后形成一個固定的整體。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的阻抗譜型NOx傳感器及其固體電解質(zhì)材料的制備方法，其特 征在于：所述的電極引線采用Pt絲或Pt片。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的阻抗譜型NOx傳感器及其固體電解質(zhì)材料的制備方法，其特 征在于：步驟（2)中電極涂覆后，烘干溫度為80-120 °C，烘干時間為8-20h;焙燒溫度為 800-1100 °C，升溫速率為 2-10 °C/min，焙燒時間為 10-120min。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種阻抗譜型NOx傳感器及其固體電解質(zhì)材料的制備方法，所述的固體電解質(zhì)材料為Gd1-xCaxAlO3-δ，其中0.05≤x≤0.25；所述NOx傳感器由固體電解質(zhì)基片，敏感電極，參考電極組成。敏感電極是NiO，而參考電極則選用的是貴金屬Pt。本發(fā)明采用絲網(wǎng)印刷技術(shù)在固體電解質(zhì)上下表面印刷敏感電極和參考電極，并引出用于連接的電極引線，通過燒結(jié)方式形成一個固定的整體。本發(fā)明NOx傳感器采用交流阻抗的方法測試NOx濃度，測試的頻率范圍為1 Hz ~ 10 MHz，溫度范圍為300 ℃ ~ 1000 ℃，NOx可測試的范圍為0 ~500 ppm，該傳感器具有響應(yīng)時間短，靈敏度高，穩(wěn)定性好，低檢測下限等優(yōu)點。
【IPC分類】G01N27-12
【公開號】CN104819998
【申請?zhí)枴緾N201510195227
【發(fā)明人】肖益鴻, 王冬梅, 鐘富蘭, 蔡國輝, 鄭勇
【申請人】福州大學(xué)
【公開日】2015年8月5日
【申請日】2015年4月23日