本文關鍵詞：NO_x傳感器用復合敏感電極的制備及性能，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：NO_x不僅是環(huán)境污染的主要來源,而且對人身體也有著嚴重的危害,所以開發(fā)對NO_x響應迅速、敏感性能高且適合高溫操作的傳感器十分必要。固體電解質(zhì)型NO_x傳感器逐漸被學者所關注研究,其中具有磷灰石結(jié)構(gòu)的硅酸鑭基固體電解質(zhì)有優(yōu)異的電性能。研究Si位雙摻雜的硅酸鑭對其電性能的影響,采用濕化學浸漬技術(shù)制備了La_(0.8)Sr_(0.2)Fe_(0.8)Cu_(0.2)O_(3-δ)(LSFC)、LaCrO_3(LCO)納米復合敏感電極,與硅酸鑭基片組裝成NO_2的電流型傳感器;并測試了電解質(zhì)電性能和傳感器敏感性。利用XRD,SEM及EDX表征手段對硅酸鑭樣品和敏感電極進行表征。采用氧化物的高溫固相合成法制備了Si位雙摻雜的硅酸鑭La10Si5Al XNYO_27±δ(N=W、In;X=0、0.5、0.7、0.9、1;Y=1、0.5、0.3、0.1、0)。發(fā)現(xiàn)當Al和W、In共摻雜時電導率均高于其單摻本身,其中La10Si5Al0.9W0.1O_26.65(LSAW)在800℃時電導率最高,σ=2.23×10-2 S·cm-1;La10Si5Al0.9In0.1O_26.5(LSAI)電導率略小于前者,σ=2.12×10-2S·cm-1;說明Al與少量的W或In共摻雜取代一個Si位可以提高電解質(zhì)本身的電導率。采用濕法浸漬技術(shù)在硅酸鑭基片上制備了La_(0.8)Sr_(0.2)Fe_(0.8)Cu_(0.2)O_(3-δ)(LSFC)納米顆粒敏感材料,制成了NO_2電流型傳感器,對其敏感性能進行測試,在800℃下該傳感器的靈敏度最高,響應值最大。傳感器在穩(wěn)定性和選擇性方面表現(xiàn)出優(yōu)異的性能。復合金屬納米敏感材料LaCrO_3(LCO)采用濕法浸漬技術(shù)制備,與硅酸鑭基電解質(zhì)基片組合成NO_2電流型傳感器,傳感器響應信號與NO_2濃度之間的線性關系良好,傳感器具有良好的穩(wěn)定性和重現(xiàn)性。O_2對傳感器的選擇性影響較大。在LCO上浸漬Na元素之后,傳感器的靈敏度降低。
【關鍵詞】：硅酸鑭 NO_2電流型傳感器 敏感電極
【學位授予單位】：華北理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：X851;TP212
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 引言10-11
• 第1章 文獻綜述11-23
• 1.1 硅酸鑭基固體電解質(zhì)11-16
• 1.1.1 硅酸鑭基氧離子導體的結(jié)構(gòu)12
• 1.1.2 硅酸鑭基氧離子導體的傳導機制12-13
• 1.1.3 摻雜型硅酸鑭電解質(zhì)的研究進展13-14
• 1.1.4 硅酸鑭基氧離子導體的合成方法14-16
• 1.2 固體電解質(zhì)型NO_x傳感器研究現(xiàn)狀16-19
• 1.2.1 電流型NO_2傳感器16-17
• 1.2.2 混合位型NO_2傳感器17-18
• 1.2.3 阻抗型NO_2傳感器18-19
• 1.3 敏感電極的分類19-21
• 1.3.1 單一金屬氧化物型敏感電極19-20
• 1.3.2 鈣鈦礦型敏感材料20-21
• 1.3.3 尖晶石型敏感材料21
• 1.4 課題的提出21-23
• 第2章 實驗研究方案23-28
• 2.1 研究目標23
• 2.2 研究內(nèi)容23-24
• 2.2.1 硅酸鑭基體的制備及性能測試23
• 2.2.2 多孔骨架的制備23
• 2.2.3 采用LSFC為敏感電極制備電流型NO_2傳感器23
• 2.2.4 采用LCO為敏感電極制備電流型NO_2傳感器23-24
• 2.3 創(chuàng)新點24
• 2.4 實驗藥品及儀器設備24-25
• 2.5 實驗內(nèi)容25-28
• 2.5.1 La_(10)Si_5Al_XN_YO_(27±δ)固體電解質(zhì)的制備及性能研究25-26
• 2.5.2 敏感電極及電流型NO_2傳感器的制備和性能研究26-28
• 第3章 Si位雙摻的La_(10)Si_5Al_XN_YO_(27±δ)硅酸鑭基體的制備及性能測試28-38
• 3.1 實驗內(nèi)容28-29
• 3.2 實驗結(jié)果與分析29-37
• 3.2.1 物相分析29-30
• 3.2.2 微觀形貌分析30-32
• 3.2.3 阻抗譜與電導率分析32-37
• 3.3 小結(jié)37-38
• 第4章 基于納米LSFC復合敏感電極電流型NO_2傳感器敏感性能的研究38-49
• 4.1 實驗過程38-40
• 4.1.1 具有多孔結(jié)構(gòu)的LSAI電解質(zhì)基片的制備38
• 4.1.2 納米LSFC復合敏感電極的制備38-40
• 4.2 結(jié)果與討論40-47
• 4.2.1 基于納米LSFC敏感電極的物相分析40
• 4.2.2 基于納米LSFC敏感電極的SEM分析40-42
• 4.2.3 傳感器的性能測試42-47
• 4.3 小結(jié)47-49
• 第5章 基于納米LCO復合敏感電極電流型NO_2傳感器敏感性能的研究49-63
• 5.1 實驗過程49-50
• 5.1.1 具有多孔結(jié)構(gòu)的LSAW電解質(zhì)基片的制備49
• 5.1.2 納米LCO復合敏感電極的制備49-50
• 5.2 結(jié)果與討論50-62
• 5.2.1 基于納米LCO敏感電極的物相分析50
• 5.2.2 基于納米LCO敏感電極的SEM分析50-52
• 5.2.3 傳感器的性能測試52-62
• 5.3 小結(jié)62-63
• 結(jié)論63-64
• 參考文獻64-70
• 致謝70-71
• 導師簡介71-72
• 作者簡介72-73
• 學位論文數(shù)據(jù)集73

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本文編號：292972