[发明专利]一种电流型NO2气体传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种电流型NO₂气体传感器及其制备方法，其特征在于该电流型NO₂气体传感器由高温氧离子导体致密层和与其紧密结合的多孔层组成，多孔层内含有纳米级氧化物敏感材料，其装载重量为0.1～10mg。该电流型NO₂气体传感器制备包括以下步骤：氧离子导体粉体和致密片的制备，多孔层的制备，多孔层内纳米级敏感材料的制备和传感器的组装。

2.如权利要求1所述的电流型NO₂气体传感器及其制备方法，其特征在于高温氧离子导体的化学组成为Zr_xA_1-xO_2-δ，其中A是Ca、Mg、Sc、Y、La、Yb、Pr、Nd、Dy、Ho、Er、Lu、Gd、In中的一种或多种，x为摩尔数(0＜x≤0.2)。

3.如权利要求1所述的电流型NO₂气体传感器及其制备方法，其特征在于高温氧离子导体由致密层和与其紧密结合的多孔膜组成，致密层的厚度为1-3mm，多孔膜的厚度为1～20μm。

4.如权利要求1所述的电流型NO₂气体传感器及其制备方法，其特征在于高温氧离子导体粉体是采用固态反应法制备。按氧离子导体的化学组成进行配料，混合均匀后，在空气气氛中，1000～1300℃下焙烧10h。在焙烧后粉体中加入1wt％粘结剂PVB(聚乙烯醇缩丁醛)后，在5MPa下初步压制为直径15mm、厚度1～2mm的圆片，然后采用冷等静压机将其在300MPa压强下进一步压实，获得密实坯体。将加压密实后的片形坯体在1600℃烧结5h。

5.如权利要求1所述的电流型NO₂气体传感器及其制备方法，其特征在于多孔膜采用丝网印刷技术制备，膜厚度为1-20μm，涂膜经干燥后于1350-1500℃烧结。印刷浆液中除电解质粉末和有机物外，还含有1～30wt％的造孔剂。

6.如权利要求1所述的电流型NO₂气体传感器及其制备方法，其特征在于敏感材料为金属氧化物(如TiO₂，WO₃，NiO，Cr₂O₃，CuO，MnO，SnO₂，ZnO，Co₂O₃，La_0.75Sr_0.25Cr_0.5Mn_0.5O_3-δ(LSCM)，La_0.8Sr_0.2CoO_3-δ(LSC)，ZnFe₂O_4-δ等)

7.如权利要求1所述的电流型NO₂气体传感器及其制备方法，其特征在于敏感材料附着在固体电解质的多孔层内，尺寸为纳米级。其制备采用离子注入的方法，即利用微量进样器将配制好的单一或混合金属盐溶液浸渍到多孔膜中，干燥后，在800～1200℃空气气氛中处理，使其转化成相应的单一或复合氧化物。重复整个浸渍和烧结过程，直到装载重量为0.1～10mg。

8.如权利要求1所述的电流型NO₂气体传感器及其制备方法，其特征在于传感器采用电流方式工作，即在两电极间施加恒定的电压(0～1V)，记录不同NO₂气体浓度下产生的电流，根据NO₂气体浓度与电流的关系进行定量测定。