固體電解質(zhì)型的電化學(xué)傳感器,因其小巧的體積、簡單的結(jié)構(gòu)和低廉的成本,成為近年來人們研究的熱點。由于電化學(xué)傳感器的性能很大程度上由敏感電極的性質(zhì)決定,選擇一個合適敏感電極以及一種方便的敏感電極材料合成方法對于發(fā)揮電化學(xué)傳感器的性能十分重要。鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的材料由于其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性以及晶格組成可調(diào)性等優(yōu)勢,使其作為傳感器的敏感電極有著良好的前景。使用AgNbO-₃（ANO）鈣鈦礦作為固體電解質(zhì)型NH₃傳感器的敏感電極,并且,該傳感器對NH₃具有良好的敏感性能。在此基礎(chǔ)上采用了一種新的敏感電極改性手段-化學(xué)脫溶法,制備出原位修飾納米Ag顆粒的ANO敏感電極。經(jīng)過400°C下的進(jìn)行脫溶處理后,具有良好分散性Ag納米顆粒鑲嵌在ANO的表面。并且,與單純的ANO敏感電極相比,Ag納米顆粒的修飾可以增強傳感器的響應(yīng)信號,提高靈敏度以及降低檢測下限。更重要的是,由于材料對NH₃吸附能力和電催化活性的提高,傳感器對NO_x的抗干擾能力得到有效提高。采用脫混法制備ANO/Ag復(fù)合敏感電極,并將其應(yīng)用于固體電... 

【文章來源】：華北理工大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

絲網(wǎng)印刷ANO敏感電極前后LSAO多孔層的表面和斷面（a-d）SEM圖以及ANO敏感電極斷面EDS譜圖（e-i）

第3章基于脫溶法制備的AgNbO3/Ag敏感電極及其氣敏性能研究-19-可知，三個傳感器在NH3濃度為100-400ppm的區(qū)間內(nèi)表現(xiàn)出良好的響應(yīng)恢復(fù)特性。與800°C燒結(jié)的傳感器相比，900°C燒結(jié)的傳感器表現(xiàn)出更大的響應(yīng)信號。隨著燒結(jié)溫度升高到1000°C，響應(yīng)信號開始衰減。由圖2b可以看出這三個傳感器的響應(yīng)信號與氨氣濃度的對數(shù)表現(xiàn)出非常好的線性關(guān)系。傳感器的靈敏度隨著燒結(jié)溫度的升高增大，在900°C出現(xiàn)最大值38.1，之后又隨著燒結(jié)溫度的升高降低。傳感器靈敏度（擬合曲線的斜率）的變化與傳感器響應(yīng)信號的變化有一定的對應(yīng)關(guān)系。圖2不同溫度燒結(jié)后ANO敏感電極的響應(yīng)曲線（a）和對應(yīng)的線性關(guān)系（b）Fig.2responsecurves(a)andlinerrelationship(b)ofANO-SEsinteredatdifferenttemperatures為了確定燒結(jié)溫度的變化對傳感器性能產(chǎn)生影響的原因，必須要分析燒結(jié)溫度對敏感電極形貌的影響。圖3a和b分別是800°C燒結(jié)后的敏感電極的表面和斷面SEM圖。從表面SEM圖可以看出，經(jīng)800°C燒結(jié)的敏感電極呈松散的顆粒狀。敏感材料顆粒與顆粒之間未能燒結(jié)到一起。從斷面圖可知，敏感電極與多孔層骨架也未能充分燒結(jié)到一起，因而不能使三相界面有效形成，不能充分發(fā)揮敏感電極催化活性，導(dǎo)致傳感器性差。圖3c和d分別是1000°C燒結(jié)后的敏感電極的表面和斷面SEM圖。從表面SEM圖可以看出，經(jīng)1000°C燒結(jié)的敏感電極顆粒粒徑急劇增長，表面孔隙率降低，不利于氣體向三相界面擴散。研究表明，敏感電極材料對目標(biāo)氣體不僅有電催化活性，也有化學(xué)催化活性。因此當(dāng)目標(biāo)氣體擴散到三相界面之前，勢必會有一部分氣體被化學(xué)催化分解，導(dǎo)致氣體濃度降低。當(dāng)氣體擴散變困難時，不僅是傳感器的響應(yīng)速度降低，也對導(dǎo)致響應(yīng)信號減弱。從斷面圖可以看出，過高的燒結(jié)溫度使敏感電極在多孔

ANO敏感電極經(jīng)不同溫度燒結(jié)后的表面和斷面SEM圖


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