[发明专利]氮氧化物传感器用铂铑电极浆料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种铂铑电极浆料及其制造方法，特别涉及一种氧化锆基氮氧化物传感器用铂铑电极浆料及其制造方法。 

背景技术

鉴于当前的环境问题和能源紧张局势，节能减排已上升为我国的基本国策，柴油机产业正面临着第IV阶段排放标准的挑战。目前，选择催化还原（SCR）技术为柴油机的排放解决方案逐渐为大多数的发动机企业所认同。SCR系统在进行闭环控制时，采用氮氧化物传感器检测柴油机的氮氧化物排放量，藉此控制NH₃喷射量，使经过SCR系统后的氮氧化物排放和NH₃泄漏都满足排放要求。开发新一代能够实现准确、快速地测定氮氧化物含量，从而满足柴油机排放控制要求的传感器势在必行。 

氧化锆基氮氧化物传感器是以氧化锆（ZrO₂）为基体，复合了浓差型氧传感器和电化学氧泵型氧传感器的基本原理，配合电极催化反应，分离出尾气中的氮氧化物，并将氮氧化物的测量转化为对氮氧化物所分解的O₂的测量。传感器芯片有两个工作室，第一室中有一个氧泵电极，通过对氧泵施加一定的电压先除去尾气中的大部分氧气，使可燃性气体燃烧，该室电极为非活化电极；第二室中有一个辅助电极（也为非活化电极）除去多余的O₂，并把尾气中NO₂转化为NO、一个测量电极（活化电极）用NO还原剂还原NO，反应方程式为：2NO→N₂+O₂，检测分解产生的氧气浓度，从而可以计算出氮氧化物的含量。 

现有技术中，主要是运用Pt作为催化电极，但由于汽车所排放尾气中氮氧化物的浓度一般位于2000ppm以下，对这种低浓度的氮氧化物，纯Pt电极所表现出的分辨率不佳。为了提高传感器对氮氧化物的分辨率，本专利中将氮氧传感器活化电极中添加一定量催化活性更强的Rh，提高传感器对低浓度氮氧化物值的分辨率。同时将电极中添加一部分氧化锆及一些微量元素，实现贵金属电极与氧化锆基体的共烧结，提高贵金属电极与氧化锆基体的附着力。 

发明内容

本发明提供一种能实现贵金属电极与氧化锆陶瓷基体共烧，且对NO的分解具有很好的催化作用的氮氧化物传感器用铂铑电极浆料及其制备方法， 

本发明的技术方案是：

一种氮氧化物传感器用铂铑电极浆料，铂铑电极浆料由以下原料按照质

量百分比制备而成： 1—10wt%的玻璃粘结剂、10—20wt%的有机粘结剂、10—50wt%的超细铑粉、30—60wt%的超细铂粉、5—10wt%的氧化锆。

其中： 

超细铂粉为微米粉，粒径分布在0.8—1.2μm，松装密度为1.1g/cm³；超细铂粉为球形或片状；超细铑粉为球形梯度粉：纳米级别粒径位于50—150nm，微米级别粒径位于0.8—2μm，混合重量比为3:2；氧化锆粉为有5%mol氧化钇掺杂的氧化锆（5YSZ），颗粒度为37nm，比表面积为6.4m²/g；

玻璃粘结剂由以下原料按照质量百分比构成：40%的SiO₂、20%的Al₂O₃、15%的Bi₂O₃、15%的MgO、2%的CaO、3%的TiO₂、3%的B₂O₃、2%的K₂O；

有机粘结剂中有机树脂重量为5—10%，其余为有机溶剂。有机粘结剂中有机树脂选用乙基纤维素、或甲基纤维素、或硝酸纤维素。有机粘结剂中有机溶剂选用松油醇、或松节油、或丙酮、或环己酮、或蓖麻油、或邻苯二甲酸二丁酯。

一种氮氧化物传感器用铂铑电极浆料的制备方法，步骤如下： 

（1）无机粘结剂的制作：将40%的SiO₂、20%的Al₂O₃、15%的Bi₂O₃、15%的MgO、2%的CaO、3%的TiO₂、3%的B₂O₃、2%的K₂O，置于球磨机中球磨混合均匀后放置于坩埚中，放置于马弗炉中加热至1500℃，保温30min，将熔化的玻璃水淬之后再在球磨机中粉碎，得到粒径<2μm、成分均匀的玻璃颗粒，存储备用；