電流型NOX傳感器Pt-YSZ泵氧電極制備工藝與性能研究.pdf

1、NOX(主要包括NO和NO2)是造成酸雨和光化學煙霧的主要物質(zhì),給大氣帶來了嚴重的污染。大部分NOX都來源于汽車排放的尾氣。隨著環(huán)境保護意識的提高,各國都制定了嚴格的汽車尾氣的排放標準,對NOX的排放也越來越嚴格。這就使得汽車NOX傳感器的開發(fā)及優(yōu)化勢在必行?；赮SZ電解質(zhì)的電流型NOX傳感器是目前唯一商業(yè)化的產(chǎn)品,但其結構復雜,測量精度不高,響應較慢。因此,如何優(yōu)化其性能是當前研究的熱點。
　　本文采用Pt、YSZ、玻璃料、金

2、屬氧化物等作為主要原料制備了NOX傳感器Pt/YSZ泵氧電極漿料,研究了玻璃料對Pt/YSZ泵氧電極與YSZ電解質(zhì)共燒結合性能的影響。以Pt/YSZ電極作為泵氧電極層上、下電極,YSZ作為固體電解質(zhì),制備了泵氧電極層原型,以10vol％O2為標準測試氣體,研究了共燒溫度及YSZ添加量對Pt/YSZ泵氧電極性能的影響。并對Pt/YSZ泵氧電極對不同氣體的響應特性進行了相關研究。
　　研究了玻璃料對Pt/YSZ電極與YSZ基體的共燒結

3、合性能的影響。結果表明:玻璃料的加入有利于Pt/YSZ電極與基體的結合。未添加玻璃料的電極與基體共燒后出現(xiàn)嚴重脫皮,剝落,分層等現(xiàn)象,結合性很差,而添加玻璃料樣品共燒后結合性很好。
　　研究了共燒溫度對Pt/YSZ泵氧電極顯微結構及催化性能的影響。結果表明:隨著共燒溫度提高,電極三相界面有效長度先增大后減小,1400℃共燒電極有效三相界面最長,呈網(wǎng)狀多孔結構。電極催化活性與微觀結構相符,1400℃共燒電極催化性能最好。Pt/YSZ

4、泵氧電極反應活化能隨共燒溫度的提高而略微降低。
　　研究了YSZ含量對Pt/YSZ泵氧電極顯微結構及催化性能的影響。結果表明:隨著YSZ添加量的增加,電極有效三相界面長度呈先增大后減小的趨勢,電極反應活化能呈先降低后增大的趨勢。添加20vol%YSZ的Pt/YSZ泵氧電極,表現(xiàn)出最高的催化活性。
　　研究了Pt/YSZ泵氧電極在不同氣體下的響應特性。結果表明:在特定測試溫度下,氧氣濃度與泵電流之間呈明顯的線性增長關系,NO濃