纳米结构CuO为敏感电极的阻抗谱型NO2传感器.pdf

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1、第28卷第1期无机化学学报Vo1．28No．120l2年1月CHINESEJOURNALOFINORGANICCHEMISTRY8l一87纳米结构CuO为敏感电极的阻抗谱型NO2传感器王岭郝增川戴磊李跃华吴印林崔广华(河北联合大学化学工程学院，唐山063009)摘要：以浸渍技术制备的纳米CuO颗粒作敏感电极，以YSZ作为固体电解质制备了阻抗谱型NO：传感器。采用XRD、SEM对NO：传感器敏感材料的相组成和微观形貌进行了表征，应用电化学工作站测试了传感器的敏感性能。结果表明：浸渍法制得的CuO颗粒均匀分布在电解质的多孔层内，粒径在200nm左右。在450550oC，传感

2、器对NO有良好的敏感性，在0．1Hz总阻～抗=Vz+与NO浓度(0200mL·m-3)~良好的线性关系。传感器的固有响应时间为50s，共存的O和CO气体对传感器敏感性能几乎没有影响。关键词：阻抗谱型NO2传感器；浸渍技术；CuO纳米颗粒；YSZ中图分类号：TP212．2文献标识码：A文章编号：1001—4861(2012)01-0081．07Impedencemetric-TypeNo2SensorwithCuONano—StructuredSensingElectrodeWANGLingHAOZeng—ChuanDAILeiLIYue-HuaWUYin—LinCUIG

3、uang—Hua(CollegeofChemicalneering,HebeiUnitedUniver$ity,Tangshan,Hebei063009，China)Abstract：AnimpedancemetrjcN02sensorwasfabricatedwithinfiltratednano—structuredCuOassensingelectrodeandYSZassolidelectrolyte．Thephasecompositionandmicrostructureofsensingmaterialofthesensorwerecharacterized

4、byXRDandSEM．NO2sensingperformanceofthesensorwasinvestigatedbyelectrochemicalmeasurement．TheresultsindicatethattheCuOparticlesuniformlydistributeinporousYSZlayerandtheirsizesarearound200nm．ThesensorshowsgoodresponsetoNO2．ThetotalimpedancevaluesJ。。‘。‘。一l=、／+z，，ofthedeviceat0．1Hzarefoundtov

5、aryalmostlinearlywiththeNO2concentrationsfrom0to200mL·m。at450-550℃．Theresponsetimeofthesensorisabout50SandsensingperformancetoNO2ofthedevicearehardlyaffectedbyCO—existentO2andCO2．Keywords：impedaneemetrie—typeNO2sensor；infiltrationtechnology；CuOnanoparticles；YSZ0引言有效去除尾气中的NOx。为此人们提出采用“吸藏还

6、原催化剂”来解决在此条件下NO的去除问题[21。然氮氧化物fN0作为大气主要污染物严重威胁而．要监测催化剂的效率．控制RichSpide开始时人类的健康与生存。而大气中NO的50％来源于汽刻提供最低限度的RichSpide来节约燃料．就必车尾气的排放．为此各国都已经立法对汽车尾气须在催化装置的前后安装NO传感器，在线监测NO等污染物的排放进行严格控制。汽油机在稀薄NO含量因此开发响应速度快、灵敏度高和定量性燃烧(LeanBurn)下运行可有效降低N0、CO和HCs能好的NO传感器就变得极为迫切。排放。提高热效率【lj．但传统的三元催化转化器不能在现有的NO传感器中．基于

7、固体电解质的收稿日期：2011-07—09。收修改稿日期：2011-08．31。国家自然科学基金(No．50772030，50972038)，河北省重点基础研究(N0．09965l19D)资助项目。通讯联系人。E-mail：tswling@126．eom，Tel：0315—259217082无机化学学报第28卷NO传感器最可能满足上述要求。固体电解质基之间发生化学反应：可将电极材料的颗粒粒度控制NO传感器根据其工作原理可以分为三类：混合位在纳米级．增强了敏感电极材料的表面活性。本课型NO传感器[3-91、电流型NO传感器4】和阻抗谱题组采