电势型固体电解质氧传感器电极制备及响应性能.pdf

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1、2011正仪表技术与传感器201l第7期InstrumentTechniqueandSensorNo．7电势型固体电解质氧传感器电极制备及响应性能夏朝阳，卢旭晨，闰岩，王体壮，张志敏(中国科学院过程工程研究所，北京100190)摘要：研究了电极涂覆面积、电极涂覆位置和电极催化剂用量对电势型固体电解质氧传感器响应特性的影响。结果表明：电极涂覆面积和电板涂覆位置的变化会导致传感器电极极化电阻和电解质电阻的变化，但对传感器的响应特性却几乎没有影响；一定范围内电极催化剂栽量的增加有助于减小电极表面电阻、电极极化电阻以及传感器的电解质电阻

2、，但同时也会增加电极中气体的传质阻力。因此制作电极时，催化剂的载量需要优化。一般以传感器电极表面电阻刚好小于10时的栽量为最佳电极催化剂载量。关键词：电极；响应；面积；位置；载量中图分类号：TH706文献标识码：A文章编号：1002—1841(2011)一07—00o4—04ElectrodeFabricationandSensingPerformanceforPotentiometricOxygenSensorsXIAChao-yang，LUXu-chen，YANYan，WANGTi—zhuang，ZHANGZhi—min(I

3、nstituteofProcessEngineering，ChineseAcademyofSciences，Beijing100190，China)Abstract：Influencesoftheelectrodearea，electrodepositionandcatalystloadingonthesensingcharacteristicsofthepotentio—metricoxygensensorswasthoroughlyinvestigated．Theexperimentalresultsshowthat，alt

4、houghthevariationsoftheelectrodeareaandtheelectrodepositioncanleadtothevariationsoftheelectrodepolarizationresistanceandtheelectrolyteresistance，theyal—mosthavenoinfluencesonthesensingcharacteristicsofthepotentiometricoxygensensors．Althoughtheenhancementofthecata—lys

5、tloadinginacertaindomainwasbeneficialtodecreasetheelectrodesurfaceresistance，theelectrodepolarizationresistanceandtheelectrolyteresistanceofthesensor，itCanincreasethetransferresistanceofgasesintheelectrodes．Sotheelectrodecatalystloadingoftheneedsaretobeoptimized．Thec

6、atalystloading，withwhichtheelectrodesurfaceresistancewaslowerthan1Q，wasconsideredtobetheoptimumloading．Keywords：electrode；sensing；area；position；catalystloading0引言表面电阻以及电极气相传质效率有密切关系。在电势型氧传随着汽车工业的迅速发展，与汽车尾气相关的环境污染问感器的生产中，判断电极是否合格的一个重要依据是使用万用题越来越引起人们的关注。有报道称，在汽车发动机系统中引

7、表测量电极任意两点之间的表面电阻。而表面电阻的大小入带有氧传感器的电子反馈回路，通过氧传感器检测尾气中的与涂覆在传感器电解质元件上的催化剂载量密切相关。增加氧气含量，而后电子反馈回路根据得到的测量信息对发动机的传感器电极催化剂的载量无疑会有助于减小表面，但也会提升空气输入量进行调节，可有效抑制汽车尾气中的污染排放电极制作成本，同时还会使所制备出的传感器电极层变厚，从量一。而增加传感器检测气体的传质阻力，使传感器响应性能受到影目前，在汽车尾气控制系统中使用的最频繁的是电势型氧响。传感器。该传感器的响应原理是基于能斯特定律，即通过检

8、测文中使用Pt粉为原料制作了电势型固体电解质氧传感器，传感器两侧电极的电压差信号而后根据能斯特定律换算得到对电极涂覆面积、电极涂覆位置以及电极催化剂用量对传感器检测气体中的氧气浓度数值⋯。电势型固体电解质氧传感器响应特性的影响进行了详细研究。主要由检测电极、电解