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基于钙钛矿型敏感电极NO_2传感器的制备及性能

马利超  
【摘要】:为了提高NO_2传感器的敏感性能,众多学者将注意力放在对敏感电极的探索与改性上,钙钛矿型氧化物材料以其优异的催化性能、稳定的晶体结构以及低廉的价格被认为是良好的敏感电极材料。采用原位-湿法浸渍技术合成了La_(0.75)Sr_(0.25)CrO_(3-δ)(LSC),并以其为敏感电极,YSZ为固体电解质制备了阻抗型NO_2传感器,在600~750℃下进行敏感性能测试。结果表明,LSC纳米粒子均匀分布到YSZ多孔骨架中。最佳测试温度为650℃,最优浸渍量为60μL,在此条件下测试,频率为0.1 Hz下传感器的灵敏度大于10Hz的,但稳定性不及10 Hz。研究了基于非化学计量LSC((La_(0.75)Sr_(0.25))_x CrO_(3-δ)、x=0.95,1.05)敏感电极NO_2传感器的敏感性能。研究表明,非化学计量比对LSC的气敏性能均有所提高,因为非化学计量LSC对NO_2吸附性能更强,界面反应电阻更低。通过探究不同参数(Z′,Z″,|Z|和Θ)作响应信号的传感器的瞬态响应曲线的变化规律发现,在更高的频率下,不管|Z|还是Θ响应变化主要取决于Z″(界面电容)的变化。研究了Ag修饰LSC敏感电极对传感器敏感性能的影响。结果表明,掺银之后传感器的界面反应电阻降低,掺银之后大大提高了传感器的稳定性,基于(La_(0.75)Sr_(0.25))_(0.9)Ag_(0.1)CrO_(3-δ)(LSC-0.10Ag)的传感器响应值和灵敏度最佳。该传感器工作温度为400~550℃,温度为600℃时传感器对NO_2无响应。传感器对CO_2,CH_4,以及NH_3气体有良好的抗干扰能力和良好的稳定性。图40幅;表5个;参93篇。


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