[发明专利]基于YSZ和铌铁矿型MNb2O6敏感电极的混成电位型高温NO2传感器及制备方法

权利要求书

1.一种基于YSZ和铌铁矿型MNb₂O₆敏感电极的混成电位型高温NO₂传感器， 依次由带有Pt加热电极的Al₂O₃陶瓷板、YSZ基板、Pt参考电极和敏感电 极组成；参考电极和敏感电极彼此分立且对称地制备在YSZ基板上表面的 两端，YSZ基板下表面与带有Pt加热电极的Al₂O₃陶瓷板粘结在一起；其 特征在于：敏感电极的材料为MNb₂O₆，其由如下方法制备得到：称取2～4 mmol的Nb₂O₅，将其溶解于15～20mL的氢氟酸中，在60～90℃下搅拌2～4 小时；将15～20mL氨水逐滴滴加到以上溶液中，调节pH值为8～10，陈化 12～14小时，经过滤、洗涤到中性，得到白色沉淀；将以上白色沉淀溶解于 一定量的柠檬酸溶液中，在60～80℃下继续搅拌1～2小时，加入NH₄NO₃和M(NO)₂·6H₂O继续搅拌至凝胶；将得到的凝胶在80～90℃真空条件下烘 干12～24小时得到干凝胶，最后在800～1300℃条件下烧结2～4小时，得到 MNb₂O₆敏感电极材料；其中M(NO)₂·6H₂O、Nb₂O₅和NH₄NO₃的用量摩 尔比为1：1：12～14，柠檬酸与Nb₂O₅的用量摩尔比为2～5：1；M为Co、 Zn或Ni。

2.权利要求1所述的基于YSZ和铌铁矿型MNb₂O₆敏感电极的混成电位型高 温NO₂传感器的制备方法，其步骤如下：

(1)制作Pt参考电极：在YSZ基板上表面的一端使用Pt浆制作15～20μm 厚的Pt参考电极，同时将一根Pt丝对折后粘在参考电极中间位置上 作为电极引线，然后将YSZ基板在90～120℃条件下烘烤1～2小时， 再将YSZ基板在1000～1200℃下烧结1～2小时，排除铂浆中的松油 醇，最后降至室温；

(2)制作MNb₂O₆敏感电极：将MNb₂O₆敏感电极材料分别用去离子水调 成浆料，质量浓度为2～20％；将该浆料在与参考电极对称的YSZ基 板上表面的另一端制备20～30μm厚的敏感电极，同样将一根铂丝对 折后粘在敏感电极上作为电极引线；

(3)将上述制备有参考电极和敏感电极的YSZ基板在800～1000℃下烧结 1～3小时；

(4)使用无机粘合剂将YSZ基板下表面和带有Pt加热电极的Al₂O₃陶瓷 板粘结在一起；

(5)将粘合好的器件进行焊接、封装，从而制作得到基于YSZ和铌铁矿 型MNb₂O₆敏感电极的混成电位型高温NO₂传感器。