多孔NiMn₂O₄为敏感电极的YSZ 基混成电位型NO₂传感器及制备方法

摘要

本发明属于气体传感器技术领域，具体涉及一种以多孔NiMn₂O₄为敏感材料的YSZ基混成电位型NO₂传感器及其制备方法，该传感器主要用于汽车尾气的检测。传感器依次由带有Pt加热电极的Al₂O₃陶瓷板、YSZ基板、参考电极和敏感电极组成；其中参考电极为条状Pt、敏感电极为条状NiMn₂O₄，两电极对称的位于YSZ基板两侧。本发明利用溶剂蒸发法制备空心球型多孔NiMn₂O₄作为敏感电极，提高待测气体透过率，达到提高灵敏度的目的。

主权项

一种以多孔NiMn₂O₄为敏感电极的YSZ基混成电位型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厚的Pt参考电极，同时将一根Pt丝对折后粘在参考电极中间位置上作为电极引线；（2）制作NiMn₂O₄敏感电极：将NiMn₂O₄敏感电极材料用去离子水调成浆料，质量浓度为2～20%；用NiMn₂O₄浆料在与参考电极对称的YSZ基板上表面的另一端制备20～30μm厚的敏感电极，同样将一根铂丝对折后粘在敏感电极上作为电极引线；（3）将上述制备有参考电极和敏感电极的YSZ基板在800～1000℃下烧结1～3小时；（4）使用无机粘合剂将YSZ基板下表面和带有Pt加热电极的Al₂O₃陶瓷板粘结在一起；（5）将粘合好的器件进行焊接、封装，从而制备得到以多孔NiMn₂O₄为敏感电极的YSZ基混成电位型传感器；其中，NiMn₂O₄敏感电极材料的制备，是按摩尔比1：2的比例称取Ni(NO₃)₂和Mn(NO₃)₂，将两种盐溶于40～80ml去离子水中，去离子水中的Ni(NO₃)₂的浓度范围为0.05～0.15mol/L，加入与去离子水等体积的煤油，再将6～8ml的乳化剂(Z,Z,Z)‑三‑9‑十八烯酸脱水山梨醇酯逐滴加入；然后将上述油水混合液放在磁力搅拌器上搅拌2～4个小时，得到油包水的乳化液；将得到的乳化液逐滴加入到不断搅拌的80～140mL、150～200℃煤油中，离心后将离心产物于60～100℃烘干；最后将烘干产物在800～1000℃烧结1～3小时，从而得到NiMn₂O₄敏感电极材料。