详情

原文传递一种以MTiO3为敏感电极的YSZ基混成电位型SO2传感器、制备方法及其应用

专利名称：	一种以MTiO3为敏感电极的YSZ基混成电位型SO2传感器、制备方法及其应用
摘要：	一种以MTiO3为敏感电极的YSZ基混成电位型SO2传感器、制备方法及其在大气环境中低浓度SO2检测中的应用，属于气体传感器技术领域。传感器依次由带有Pt加热电极的Al2O3陶瓷板、YSZ基板、Pt参考电极和MTiO3敏感电极组成；参考电极和敏感电极彼此分立且对称地制备在YSZ基板上表面的两端，YSZ基板下表面与带有Pt加热电极的Al2O3陶瓷板粘结在一起。本发明以YSZ作为离子导电层，利用MTiO3(M为Zn、Co或Ni)复合氧化物材料为敏感电极，发现以ZnTiO3为敏感电极的器件表现出了最高的响应，此外，该器件还表现出了很好的灵敏度、较低的检测下限、很好的重复性、选择性和稳定性。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	吉林;22
申请人：	吉林大学
发明人：	卢革宇;王静;刘方猛;梁喜双;孙鹏;马健
专利状态：	有效
申请日期：	2019-03-29T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-28T00:00:00+0800
申请号：	CN201910246630.X
公开号：	CN109946358A
代理机构：	长春吉大专利代理有限责任公司
代理人：	刘世纯;王恩远
分类号：	G01N27/30(2006.01);G;G01;G01N;G01N27
申请人地址：	130012 吉林省长春市前进大街2699号
主权项：	1.一种以MTiO3为敏感电极的YSZ基混成电位型SO2传感器，依次由带有Pt加热电极的Al2O3陶瓷板、YSZ基板、Pt参考电极和敏感电极组成；参考电极和敏感电极彼此分立且对称地制备在YSZ基板上表面的两端，YSZ基板下表面与带有Pt加热电极的Al2O3陶瓷板粘结在一起；其特征在于：敏感电极材料为MTiO3，M为Zn、Co或Ni，且该敏感电极材料由如下方法制备得到，称取5mmol的M(NO3)2·6H2O，溶解于15mL的乙醇中，室温搅拌至溶解；将5mmol的钛酸四丁酯加到以上溶液中，继续搅拌均匀，加入10mmol柠檬酸和15mL的水，室温搅拌至形成均匀溶胶，静置24小时；将得到的凝胶在80℃真空条件下烘干24小时得到干凝胶，最后在800℃条件下烧结3小时，得到MTiO3敏感电极材料；其中M(NO3)2·6H2O、钛酸四丁酯和柠檬酸的摩尔用量比为1：1：2。 2.权利要求1所述的一种以MTiO3为敏感电极的YSZ基混成电位型SO2传感器的制备方法，其步骤如下： (1)制作Pt参考电极：在YSZ基板上表面的一端使用Pt浆制作15～20μm厚的Pt参考电极，同时将一根Pt丝对折后粘在参考电极中间位置上作为电极引线，然后将YSZ基板在90～120℃条件下烘烤1～2小时，再将YSZ基板在1000～1200℃下烧结1～2小时，排除铂浆中的松油醇，最后降至室温； (2)制作MTiO3敏感电极：将MTiO3(M为Zn、Co或Ni)敏感电极材料用去离子水调成浆料，质量浓度为2～20％；用该浆料在与Pt参考电极对称的YSZ基板上表面的另一端制备20～30μm厚的敏感电极，同样将一根铂丝对折后粘在敏感电极上作为电极引线； (3)将上步骤制备有参考电极和敏感电极的YSZ基板在800～1000℃下烧结1～3小时；优选的高温烧结时的升温速率为1～2℃/min； (4)制备无机粘合剂：量取水玻璃2～4mL，并称取Al2O3粉体0.7～1.0g，将水玻璃与Al2O3粉体混合并搅拌均匀，制得所需无机粘合剂； (5)使用无机粘合剂将YSZ基板下表面和上表面带有Pt加热电极的Al2O3陶瓷板的上表面粘结在一起； (6)将粘合好的器件进行焊接、封装，从而制备得到本发明所述的以MTiO3为敏感电极的YSZ基混成电位型传感器。 3.权利要求1所述的一种以MTiO3为敏感电极的YSZ基混成电位型SO2传感器在大气环境中低浓度SO2检测中的应用。
所属类别：	发明专利