[发明专利]一种氮氧传感器电极用金铂复合结构材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种氮氧传感器电极用复合材料的制备方法，其中，该方法包括以下步骤：步骤一：将ZrOsubgt;2/subgt;分散于去离子水中，加入表面活性剂，然后加入氯金酸溶液并溶解完全；步骤二：将次亚磷酸水溶液加入步骤一所得溶液里进行搅拌反应；步骤三：将氯铂酸溶液加入步骤二所得溶液里，然后加入水合肼进行还原反应，反应结束，洗涤、干燥，得到ZrO2@Au@Pt纳米复合结构。本发明得到的金铂复合结构在高温阶段Au首先与Pt形成合金共存，避免了烧结过程中Au因熔点低变成液体或蒸汽而损失，具有明显的耐高温共烧性能，适合用于高温共烧氮氧传感器的制造，可以满足其性能要求，具有良好的应用价值和市场前景。

技术领域

本发明涉及贵金属-氧化物复合催化材料的制备，具体地，涉及一种高温共烧氮氧传感器电极用金铂复合结构材料的制备方法。

背景技术

金(Au)作为抑制铂催化同时提高烃类燃烧选择性催化的关键成分，使得金铂电极成为片式氮氧传感器的必不可少的电极。但由于Au熔点只有1064℃，在1400度与氧化锆膜共烧的过程中变成液体甚至金蒸气，存在高温挥发并往陶瓷膜渗透的过程。如何减小Au在对应催化电极烧结过程中的损失，提高金在电极层中的分布均匀性，一直是此电极材料制备的难点。

鉴于此，本领域亟需新的材料以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种氮氧传感器电极用金铂复合结构材料的方制备法，该方法通过分步还原沉积技术得到耐高温共烧ZrO2@Au@Pt复合结构材料，该材料具有明显的耐高温共烧性能，从而能保证最终氮氧传感器的性能要求。

为了实现上述目的，本发明提供一种氮氧传感器电极用金铂复合结构材料的制备方法，其中，该方法包括以下步骤：

步骤一：将ZrO₂分散于去离子水中，加入表面活性剂，然后加入氯金酸溶液；

步骤二：将次亚磷酸水溶液加入步骤一所得溶液进行搅拌反应；

步骤三：将氯铂酸溶液加入步骤二所得溶液里，然后加入水合肼进行还原反应，反应结束，洗涤、干燥，得到耐高温烧结ZrO2@Au@Pt复合结构材料。

根据本发明提供的制备方法，所述ZrO₂为球形，其平均粒径可以为20nm～10μm。

根据本发明提供的制备方法，所述次亚磷酸水溶液加入的量为2倍金的用量，优选情况下，采用逐滴加入的方式进行。

根据本发明提供的制备方法，对于所述表面活性剂的用量并没有特别的限定，例如所述表面活性剂的用量可以为ZrO₂重量的1～5％，优选情况下，所述表面活性剂的用量可以为ZrO₂重量的3％。

根据本发明提供的制备方法，所述表面活性剂可以为本领域常用的表面活性剂，优选地，所述表面活性剂为PVP。

根据本发明提供的制备方法，优选情况下，相对于1molZrO₂，氯金酸的用量为0.01～0.3mol，氯铂酸的用量为10～30mol，水合肼的用量为5～10mol；进一步优选情况下，相对于1molZrO₂，氯金酸的用量为0.1mol，氯铂酸的用量为10mol，水合肼的用量为10mol。

根据本发明提供的制备方法，本发明所得的氮氧传感器电极用金铂复合结构材料(也即耐高温烧结金铂复合结构材料)可以通过鼓风干燥箱进行干燥，所述干燥的条件包括：50～60℃，6～12h。

根据本发明的方法得到的耐高温烧结金铂复合结构材料可以根据需要通过常规的分散方法分散成所需规格的产品，例如通过气流磨分散。本发明的耐高温烧结金铂复合结构材料特别适合用于氮氧化感器的制造中，该材料具有明显的耐高温共烧性能，从而能保证最终氮氧传感器的性能要求。