[發(fā)明專利]基于Co3V2O8敏感電極和三維三相界面的YSZ基混成電位型NO2傳感器及制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510019040.5
• 申請日: 2015-01-14
• 公開（公告）號: CN104597095B
• 公開（公告）日: 2017-02-22
• 發(fā)明（設計）人: 盧革宇;劉方猛;梁喜雙;孫鵬
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G01N27/407
• 分類號: G01N27/407
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司22201
• 代理人: 張景林,王恩遠

1.一種基于Co₃V₂O₈敏感電極和三維三相界面的YSZ基混成電位型NO₂傳感器，其特征在于：是由帶有Pt加熱電極的Al₂O₃陶瓷板、YSZ基板、參考電極和敏感電極組成；參考電極為條狀Pt，敏感電極為條狀Co₃V₂O₈和YSZ的混合物，在Co₃V₂O₈和YSZ的混合物中，YSZ的質(zhì)量含量為10～50％，參考電極和敏感電極彼此分立且對稱地制備在YSZ基板上表面的兩端，YSZ基板的下表面與帶有Pt加熱電極的Al₂O₃陶瓷板粘結(jié)在一起。

2.權利要求1所述的一種基于Co₃V₂O₈敏感電極和三維三相界面的YSZ基混成電位型NO₂傳感器的制備方法，其步驟如下：

A.敏感電極材料的制備

按照摩爾比3：2的比例分別稱取CoCl₂·6H₂O和NH₄VO₃，將兩種鹽分別溶于10～20mL的去離子水中，攪拌使其溶解；將甘氨酸加入到NH₄VO₃溶液中，在60～90℃下攪拌2～4小時；將乙二醇溶液和CoCl₂溶液分別逐滴滴加到加入甘氨酸的NH₄VO₃溶液中，在60～90℃下攪拌4～6小時得到溶膠，繼續(xù)攪拌得到凝膠，在80～120℃真空干燥箱中烘干12～24小時得到干凝膠；然后在800～1000℃下燒結(jié)2～4小時，從而得到Co₃V₂O₈；其中，NH₄VO₃和甘氨酸的摩爾比為1：2，甘氨酸和乙二醇的質(zhì)量比為1：3；最后，通過研磨的方法將Co₃V₂O₈和YSZ顆粒均勻混合，得到Y(jié)SZ質(zhì)量摻雜量為10～50％的敏感電極材料；

B.傳感器的制作

(1)制作Pt參考電極：在YSZ基板上表面的一端使用Pt漿制作15～20μm厚的Pt參考電極，同時將一根Pt絲對折后粘在參考電極中間位置上作為電極引線，然后將YSZ基板在90～120℃條件下烘烤1～2小時，再將YSZ基板在1000～1200℃下燒結(jié)1～2小時，從而排除Pt漿中的松油醇，最后降至室溫；

(2)制作敏感電極：將前面步驟得到的敏感電極材料分別用去離子水調(diào)成漿料，質(zhì)量濃度為2～20％；用敏感電極材料的漿料在與參考電極對稱的YSZ基板上表面的另一端制備20～30μm厚的敏感電極，同樣將一根Pt絲對折后粘在敏感電極上作為電極引線；

(3)將上述制備有參考電極和敏感電極的YSZ基板在800～1000℃下燒結(jié)1～3小時，高溫燒結(jié)時的升溫速率為1～2℃/min；

(4)使用無機粘合劑將YSZ基板的下表面和帶有Pt加熱電極的Al₂O₃陶瓷板粘結(jié)在一起；

(5)將粘合好的器件進行焊接、封裝，從而制作得到Co₃V₂O₈敏感電極和三維三相界面的YSZ基混成電位型NO₂傳感器。

3.如權利要求2所述的一種基于Co₃V₂O₈敏感電極和三維三相界面的YSZ基混成電位型NO₂傳感器的制備方法，其特征在于：量取水玻璃2～4mL，并稱取Al₂O₃粉體0.7～1.0g，將得到的水玻璃與Al₂O₃粉體混合并攪拌均勻制得無機粘合劑。

4.如權利要求2所述的一種基于Co₃V₂O₈敏感電極和三維三相界面的YSZ基混成電位型NO₂傳感器的制備方法，其特征在于：帶有Pt加熱電極的Al₂O₃陶瓷板是在Al₂O₃陶瓷板上通過絲網(wǎng)印刷Pt加熱器得到，一體作為器件的加熱板使用。