[发明专利]一种氧化锆氧分析仪铂电极保护涂层及其制备方法

说明书

本发明属于仪器分析技术领域，涉及一种氧化锆氧分析仪铂电极保护涂层及其制备方法。制备所述保护涂层的原料包括水性溶剂和固体原料，所述固体原料按重量百分比含有30‑50％的氧化锆，5‑10％的氧化铝，20‑30％的镁铝尖晶石，5‑10％的氧化锌，10‑15％的无机粘结剂以及5‑10％的造孔剂。利用本发明的制备方法得到的氧化锆氧分析仪铂电极保护涂层气孔率高、附着性强、抗热震性能良好、对氧化锆基体及铂电极电化学性能影响小。

技术领域

本发明属于仪器分析技术领域，涉及一种氧化锆氧分析仪铂电极保护涂层及其制备方法。

背景技术

氧化锆氧分析仪因灵敏度高、稳定性好、响应速度快和构造简单等优点而被广泛应用于石油化工、冶金、电力、轻工等行业。其中利用氧化锆氧分析仪，通过测定烟气中的氧含量可使锅炉处于最佳燃烧状态，从而达到提高锅炉燃烧效率和降低污染物排放的目的。

铂电极在氧化锆氧分析仪中起催化和导电作用，铂电极性能的好坏直接影响到氧传感器测量的准确性和使用寿命。在氧化锆氧分析仪的实际使用过程中，锅炉烟气中含有的SO₂、酸雾等酸性物质会对铂电极造成腐蚀，从而使得氧分析仪失效；粉尘等颗粒物质会堵塞铂电极多孔界面，造成氧分析仪信号输出不灵敏、响应速度减慢(电极中毒)。

以上两种情况均属于电极失效，为了防止电极失效，目前可采取两种措施：一是采用新的抗中毒的电极材料，二是对电极进行防护添加保护层，其中后者是较为简便实用的方法。

对铂电极添加多孔保护涂层，可起到如下作用：

(1)避免由于锅炉烟气冲刷、酸性物质腐蚀造成电极失效；

(2)避免粉尘等颗粒物质对铂电极多孔界面堵塞造成电极中毒。

现有技术公开的氧化锆氧分析仪铂电极保护涂层及其制备方法可分为两类。

一类保护涂层是与电解质基体不同的体系，即镁铝尖晶石体系。例如公开号为CN103529102A的中国专利申请公开的保护涂层及其制备方法，其是利用镁铝尖晶石-氧化铝-催化剂(镧锶錳钙钛复合陶瓷)，采用丝网印刷在1400℃制备氧传感器铂电极保护涂层。镁铝尖晶石体系的优点是具有良好的耐高温性、耐腐蚀性和多孔性；缺点是因为和氧化锆基体热膨胀系数不同，从而存在附着力不强、易脱落的问题。

另一类保护涂层是与电解质基体相同的体系，即氧化锆体系。例如公开号为CN104198564的中国专利申请公开的保护涂层及其制备方法，其是利用氧化锆-氧化锌-有机粘结剂(聚乙烯醇缩丁醛的乙醇溶液)-造孔剂(碳黑)，在1400-1450℃制备氧传感器铂电极保护涂层。氧化锆体系的优点是由于与基体材质相同，因此附着力强且对铂电极的电化学性能影响较小；缺点是涂层多孔性能差，同时采用有机粘结剂体系易造成涂层涂覆过厚且不均匀(采用此方法制备的保护涂层厚度较大，为1-1.5mm，会影响其透气性能，不利于气体的扩散传输，且也易影响其附着性能和抗热震性能)。

此外，以上两种保护涂层的制备方法均需在高温下(≥1400℃)烧结，而高温烧结会对氧化锆基体以及铂电极产生高温时效作用，从而影响铂电极的电化学性能。

因此，制备出气孔率高、附着性强、抗热震性能良好、对氧化锆基体及铂电极电化学性能影响小的铂电极保护涂层有着非常重要的意义。

发明内容

本发明的首要目的是提供一种氧化锆氧分析仪铂电极保护涂层，以能够气孔率高、附着性强、抗热震性能良好、对氧化锆基体及铂电极电化学性能影响小。

为实现此目的，在基础的实施方案中，本发明提供一种氧化锆氧分析仪铂电极保护涂层，制备所述保护涂层的原料包括水性溶剂和固体原料，所述固体原料按重量百分比含有30-50％的氧化锆，5-10％的氧化铝，20-30％的镁铝尖晶石，5-10％的氧化锌，10-15％的无机粘结剂以及5-10％的造孔剂。