車用混合電勢型NOx傳感器WO3基敏感電極的制備及性能研究.pdf

1、當(dāng)前汽車尾氣中的NOx氣體帶來的環(huán)境污染問題日益嚴重。世界各國政府都制定了嚴格的尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)。SCR技術(shù)以及貧燃引擎系統(tǒng)的應(yīng)用可以減少尾氣中NOx氣體的排放，但是這需要有靈敏度高、選擇性好、穩(wěn)定可靠的NOx氣敏傳感器對尾氣中NOx氣體的含量進行檢測?？茖W(xué)家們因此展開了對NOx氣敏傳感器的研究?；旌想妱菪蚇Ox傳感器由于優(yōu)良的性能成為大家關(guān)注的焦點。
　　本文以應(yīng)用于混合電勢型NOx傳感器當(dāng)中的WO3敏感電極材料為研究對象，通過Ti

2、O2摻雜和CuO摻雜對WO3電極進行改性，研究摻雜后的復(fù)合電極對NOx氣體的敏感特性，成功制備出分別對NO2和NO具有一定選擇性的WO3基敏感電極材料，并采用這兩種電極材料制備出雙敏感電極試樣，研究雙敏感電極試樣對NOx氣體的敏感特性。具體工作如下：
　　采用沉淀法制備了不同TiO2含量的TiO2-WO3復(fù)合粉體材料，與有機粘結(jié)劑混合均勻后得到電極漿料，并絲網(wǎng)印刷于燒制好的YSZ基片上，燒結(jié)后制備為電極試樣，研究了TiO2摻雜量對

3、材料NOx氣敏性能的影響。研究結(jié)果表明：敏感電極由單斜相WO3和四方相TiO2組成，TiO2平均粒徑約180nm，小于WO3顆粒。細顆粒TiO2的添加提高了WO3對NO2的低溫敏感性能，削弱了WO3對NO2的高溫敏感性能以及對NO的敏感性能。通過調(diào)節(jié)TiO2的添加量，可以使復(fù)合電極在NO2和NO之間產(chǎn)生一定的選擇性。20wt.％TiO2-WO3電極在500-700℃范圍內(nèi)對NO2的敏感性能高于NO，對NO2氣體具有較好的選擇性。

4、　　采用固相摻雜法制備了不同CuO含量的CuO-WO3復(fù)合電極漿料，并絲網(wǎng)印刷于燒制好的YSZ基片上，燒結(jié)后制備為電極試樣，研究了CuO摻雜量對材料NOx氣敏性能的影響。研究結(jié)果表明：敏感電極由單斜相WO3和三斜相CuWO4組成，CuWO4顆粒較為粗大，其分布方式對材料的NOx敏感性能產(chǎn)生較大影響。10wt.％CuO-WO3電極在500-700℃范圍內(nèi)對NO的敏感性能要高于NO2，對NO具有較好的選擇性。
　　將20wt.％TiO

5、2-WO3電極與10wt.％CuO-WO3電極絲網(wǎng)印刷于YSZ基片的兩側(cè)，制備雙敏感電極試樣，并對其NOx氣敏性能進行了研究。研究結(jié)果表明：雙敏感電極試樣由于兩電極間電化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)的差異，對NO、NO2及NO2+NO混合氣均有電勢信號輸出。雙敏感電極試樣對NO和NO2的電勢信號與其濃度的對數(shù)具有較好的線性關(guān)系，對總量一定的NO2+NO混合氣電勢響應(yīng)隨著混合氣中NO2比例的增加而增加，這一現(xiàn)象可以用雙電極試樣對NO和NO2的響應(yīng)信號疊加