[发明专利]一种检测汽车尾气中氮氧化物含量的传感器

摘要

本发明公开了一种检测汽车尾气中氮氧化物含量的气体传感器。本发明采用铂粉(Pt)、钇掺杂氧化锆粉(YSZ)、氧化石墨烯、聚合高分子材料、有机溶剂为浆料通过固体研磨、超声混合、印刷涂覆、高温烧结等步骤，制备了一种泵氧电极，从而构建了能够检测汽车尾气中氮氧化物含量的气体传感器，提高了泵氧电极的活化能，加快了传感器的响应速率。本发明涉及的气体传感器能够安装在汽车尾气排放附近的位置，在检测汽车尾气中氮氧化物含量的实践中，具有很广阔的应用前景。

主权项

一种检测汽车尾气中氮氧化物含量的传感器的制备方法，具体制备步骤如下：(1)固体研磨：将铂粉(Pt)、钇掺杂氧化锆粉(YSZ)、氧化石墨烯各种原料混合均匀，得到粉状混合物，放入刚玉坩锅中研磨，在高温炉中加热至1400℃，保温0.5h，然后将熔化的混合原料放入去离子水中淬火处理，得到细小的混合物颗粒，100℃烘干后再放入球磨机中粉碎研磨24h，200目过筛后，将剩余混合物放入玛瑙研钵中手工精磨2h，最终400目过筛，得到粒径较小的混合物；所述粉状混合物，按重量份数计，包含10～30份Pt、40～70份YSZ、12～25份氧化石墨烯；(2)超声混合：将步骤(1)制得的混合物、聚合高分子材料、有机溶剂，加入搅拌器中混合，超声振荡3～8h，得到均匀浆料悬浮物；所述浆料悬浮物按重量份数计，包括40～70份步骤(1)所述粒径较小的混合物，20～35份聚合高分子材料、40～70份有机溶剂；所述聚合高分子材料的作用：在烧结时熔融，使得Pt、石墨烯结合YSZ时更加均匀，以得到更好的导电效果；聚合高分子材料选自：低密度聚乙烯(LDPE)、聚乳酸(PLA)、聚乳酸‑羟基乙酸共聚物(PLGA)、聚己内酯(PCL)、聚丁二醇丁二酸酯(PBS)中的一种或多种组合；有机溶剂用来制作浆料，溶解聚合高分子材料、均匀分散粒状物；有机溶剂选自石油醚、碳酸二甲酯(DMC)、丙酮、N,N‑二甲基甲酰胺(DMF)中的一种或多种；(3)印刷涂覆：步骤(2)得到的均匀浆料悬浮物通过手动丝网印刷于8mol％YSZ流延生坯上，印刷完成后，静置10min，保证涂覆浆料成型后取下，放入烘箱中在60～90℃烘干，时间为1～4h，得到涂覆基片；(4)烧结：马弗炉先加热到1800℃以上，再降温到1450～1650℃，在氩气的保护下将涂覆基片放进去进行烧结，烧结时间为0.5～1.5h，烧结期间不间断的冲入氩气，即制得泵氧电极；(5)传感器的制备：以步骤(4)得到的泵氧电极为基础，构建传感器，用以检测汽车尾气中氮氧化物的含量。