[发明专利]基于YSZ-NiO多孔层的传感器及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种基于YSZ-NiO多孔层的传感器的制备方法，按如下步骤进行：

S1、制备YSZ致密层固体电解质：在YSZ电解质粉体中加入粘结剂PVB进行湿法球磨，球磨完成后自然晾干，将其压成片状，进行致密化烧结，得到致密的YSZ致密层固体电解质基片；

S2、制备YSZ-NiO混合导体多孔层：

S2-1、将YSZ电解质粉体和NiO粉体混合并加入无水乙醇，放在球磨机中研磨，球磨完成后产物烘干；YSZ电解质粉体、NiO粉体的质量比为1：（0.3~0.5）；

S2-2、烘干后产物与石墨粉、淀粉和有机助剂混合，放在球磨机中研磨，得到混合导体多孔层浆料；

S2-3、将混合导体多孔层浆料丝网印刷在YSZ致密层固体电解质基片上，之后煅烧得到YSZ-NiO混合导体多孔层；

S3、制备NiO敏感材料：

S3-1、将Ni(NO₃)₂·6H₂O溶于去离子水中，并加入络合剂柠檬酸和表面润湿剂无水乙醇，得到NiO浸渍溶液；

S3-2、将NiO浸渍溶液浸渍到YSZ-NiO混合导体多孔层上，之后烧结得到NiO敏感材料；

S4、制备传感器：将Pt丝通过Pt浆粘结固定在YSZ致密层/YSZ-NiO混合导体多孔层双层固体电解质的上、下表面并煅烧，最终得到基于YSZ-NiO混合导体多孔层NO₂传感器。

2.根据权利要求1所述的基于YSZ-NiO多孔层的传感器的制备方法，其特征在于，S1中PVB用量为YSZ电解质粉体的1wt%，致密化烧结温度为1600℃，时间为5h。

3.根据权利要求1所述的基于YSZ-NiO多孔层的传感器的制备方法，其特征在于，S2-2中石墨粉用量为S2-1中YSZ电解质粉体和NiO粉体总量的20wt%，淀粉用量为S2-1中YSZ电解质粉体和NiO粉体总量的10wt%，有机助剂用量为S2-1中YSZ电解质粉体和NiO粉体总量的70wt%；有机助剂由94wt%松油醇和6wt%乙基纤维素组成。

4.根据权利要求1所述的基于YSZ-NiO多孔层的传感器的制备方法，其特征在于，S2-2中研磨时间为48h，S2-3中煅烧温度为1450℃，煅烧时间为3h。

5. 根据权利要求1所述的基于YSZ-NiO多孔层的传感器的制备方法，其特征在于，S3-1中Ni(NO₃)₂·6H₂O和柠檬酸摩尔比为1:1，得到浸渍溶液中Ni浓度为0.05 mol/L。

6.根据权利要求1所述的基于YSZ-NiO多孔层的传感器的制备方法，其特征在于，S3-2中浸渍时使用微量进样器，浸渍五次，每次浸渍用量为10μL，浸渍后烧结温度为900℃，烧结时间为3h。

7.根据权利要求1所述的基于YSZ-NiO多孔层的传感器的制备方法，其特征在于，S4中煅烧温度为800℃，煅烧时间为1h。

8.一种根据权利要求1-7任一项所述的基于YSZ-NiO多孔层的传感器的制备方法得到的基于YSZ-NiO多孔层的传感器。

9.一种如权利要求8所述的基于YSZ-NiO多孔层的传感器在NO₂检测中的应用，其特征在于，所述基于YSZ-NiO多孔层的传感器采用阻抗方式工作，即记录不同NO₂浓度下所述基于YSZ-NiO混合导体多孔层NO₂传感器产生的Θ响应值，根据Θ响应值与NO₂浓度的对数之间关系进行定量测定。