CN108614025A - 面向汽车尾气检测的YSZ基混成电位型NOx传感器及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了气体传感器领域内的一种面向汽车尾气检测的YSZ基混成电位型NOx传感器，由印有Pt加热电极的条形YSZ基板、Pt参考电极和NiO敏感电极组成，参考电极和敏感电极通过丝网印刷技术将参考电极浆料和敏感电极浆料分别印刷在条形YSZ基板上表面的两端，本发明使得传感器具有良好的稳定性，新型的可实用化结构。本发明通过丝网印刷印制敏感电极层，参考电极层和Pt加热电极，可大规模批量生产，有效的节省了资源和时间，具备可实用化的能力，可用于汽车尾气检测中。

Description

面向汽车尾气检测的YSZ基混成电位型NOx传感器及制备方法
技术领域
本发明属于气体传感器技术领域，具体涉及一种以NiO为敏感电极材料的条形YSZ基混成电位型NOx传感器及制备方法，其主要用于汽车尾气中NOx的检测。
背景技术
工业化发展的过程中，环境污染永远是一个绕不开的与人类生存环境密切相关的话题。近几年，在我国 PM2.5和城市雾霾等词汇流行的现象，折射出工业化发展对人类生存环境的严重危害。汽车尾气、工厂高炉废气等产生的固体悬浮颗粒是导致雾霾的主要原因，更为严重的是它与环境污染气体或污染物（如NOx、CO、HC和铅及硫氧化合物）构成复合污染，对人类健康构成更大的威胁。上述排气中的有害气体是引起酸雨、光化学烟雾、臭氧层破坏等环境灾难的主要原因。其中 NOx的危害十分严重，除了导致光化学烟雾和酸雨等环境灾难外，NO2能引发癌症和严重的呼吸道疾病，NO与血液中的Hb结合力极强，是 CO的数百至一千倍，引起严重缺氧、窒息、中枢神经麻痹甚至死亡。特别是由于汽车的移动性使其尾气处理更加困难。《第一次全国污染源普查公报》的数据表明，机动车排放的 NOx为 549.65万吨，占NOx总排放量的34%，在大城市中可高达 75%左右，汽车尾气已经成为大中型城市的首要空气污染源。
基于日趋严格的法规和标准，汽车企业必须不断提高传统燃油汽车的节能环保技术。其关键在开发新型燃烧技术，最具代表性的是稀薄燃烧技术，其通过增大空燃比和压缩比来提高燃烧效率，但是由于排气中氧浓度较高，不能利用尾气中的HC和CO有效地还原NOx，需要在三元催化剂的后面增设NOx吸储型催化剂（NSC）进行二次净化。在 LEAN（稀薄燃烧）状态下 NSC 吸储尾气中的NOx，当吸储量接近饱和时控制发动机处于 RICH 状态（小于理论空燃比，即富燃状态），利用产生的大量 HC和CO还原已吸储的NOx，使NSC 再生，因此必须在 NSC 的前后设置 NOx传感器，用于控制发动机的燃烧状态和吸储型催化剂的再生时机。NSC 的最佳工作温度范围在 250-500°C，但是在该温度范围内NSC 容易发生硫中毒，所以必须把汽油中的含硫量尽量降低到最少，对油质要求很高；当把NSC反应温度提高到650oC 以上时，能够通过燃烧除硫，在高速行驶时，NSC 能保持这样高的温度，但在城市内行驶（中低速行驶）时温度下降，难于除去附着在 NSC 上的硫，需要通过NOx传感器监控NSC工作状态，确定提高排气温度进行除硫的时机。可见在稀薄燃烧技术中，NOx传感器起着控制燃烧状态、确定NSC还原和除硫时机的作用，是稀薄燃烧系统中的关键技术之一。
在过去的几十年中，研究者们已经开发了各种类型的NOx传感器，例如使用氧化物半导体的电阻型传感器，使用固体电解质的电位型和电流型传感器。其中，采用一些特殊形貌半导体氧化物作为传感材料的电阻型传感器为报道并表现出对NOx的高度敏感性。然而，这种传感器在较低的温度下运行，而应用与汽车尾气的传感器必须是能够在500°C及以上的高温下工作。因此，急需在高温、高湿和多种气体共存的苛刻环境下使用的车载气体传感器，而基于稳定氧化锆（YSZ）和敏感电极的混成电位型传感器由于其良好的敏感特性，优异的化学和机械稳定性，高温下性能稳定等特点，成为车载气体传感器的首选。
发明内容
本发明的目的是提供一种面向汽车尾气检测的YSZ基混成电位型NOx传感器及制备方法，使得传感器具有良好的稳定性，新型的可实用化结构。本发明通过丝网印刷印制敏感电极层，参考电极层和Pt加热电极，可大规模批量生产，有效的节省了资源和时间，具备可实用化的能力。
本发明的目的是这样实现的：一种面向汽车尾气检测的YSZ基混成电位型NOx传感器，由印有Pt加热电极的条形YSZ基板、Pt参考电极和NiO敏感电极组成，所述参考电极和敏感电极通过丝网印刷技术将参考电极浆料和敏感电极浆料分别印刷在条形YSZ基板上表面的两端。
作为本发明的进一步限定，所述NiO敏感电极的制备方法为：
称取NiCl2•6H2O 4.5-5g，配置0.15-0.25mol/L的NiCl2溶液90-110mL，置于1个烧杯中；另使用量筒量取氨水8-12ml，并按照氨水与水体积比为1:10的比例，配置氨水溶液，置于另一烧杯中；将配置好的NiCl2溶液置于水浴温度为50-80℃的水浴锅中，使用分液漏斗将氨水滴入NiCl2溶液中，氨水溶液以8-15s滴一滴的速度滴定NiCl2溶液，使得溶液pH=7-9时停止，得到絮状沉淀；通过离心机将沉淀离心清洗5-8次，直至向离心的上清液中滴加AgNO3溶液无沉淀产生；随后把沉淀放在电热真空烘干箱中烘干，烘干温度为70-90℃，时间为12-36h，得到绿色粉末；将绿色粉末放入瓷舟中，置于马弗炉内以1000-1200℃高温烧结1-3h，烧结速度为1-5℃/min，得到敏感电极材料NiO。
作为本发明的进一步限定，所述丝网印刷使用的敏感电极浆料的制备方法为：
分别用电子天平称取NiO粉末0.5-0.8g，松油醇0.8-1.2g，乙基纤维素70 0.4-0.6g，乙基纤维素80 0.4-0.6g加入球磨罐中，再用量筒量取乙醇10-15mL加入球磨罐中，球磨24-72h，得到NiO浆料。
一种面向汽车尾气检测的YSZ基混成电位型NOx传感器的制备方法，包括以下步骤：
（1）制作Pt参考电极：使用Pt浆，通过丝网印刷技术在距离条形YSZ基板左边0.2-0.5mm，顶端1-2mm的位置印制长10-15mm，宽0.6-1mm的参考电极，使用的浆料为Pt浆；并在距离YSZ基板右端0.6-1mm，顶端1-2mm处印制宽0.1-0.3mm，长10-15mm的Pt带；
（2）将上述印制完Pt参考电极后的YSZ基板在800-1200℃下烧结0.5-1个小时，除去Pt参考电极中的松油醇等，使Pt参考电极牢牢固定在YSZ基板上；
（3）制作NiO敏感电极：利用丝网印刷技术，将制备好的NiO浆料印刷在上述YSZ基板右端0.2-0.5mm，顶端1-2mm处印制宽为1.8-2.4mm，长10-15mm的敏感电极，将印制好敏感电极的YSZ基板900-1100℃下烧结1-3个小时；升温速率为1-3℃/min，使敏感电极牢牢固定在YSZ基板上。
作为本发明的进一步限定，步骤（2）中高温烧结时的升温速率为1~2℃/min。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
（1）传感器利用典型的固体电解质——稳定氧化锆（YSZ），具有良好的热稳定性和化学稳定性，可在严酷的环境中检测NO2；
（2）采用共沉淀法制备高性能氧化物NiO作为传感器敏感电极，制备方法简单，原料价格较低，利于批量化的工业化生产；
（3）使用丝网印刷技术制作传感器元件，大幅节省了人力物力，有效的节省了资源和时间，制作的传感型耐震、耐冲击性能良好，具备可实用化的能力；
（4）传感器性能稳定，响应恢复速度较快，符合产业化要求。
附图说明
图1：本发明所述的YSZ混成电位型NO2气体传感器的结构示意图。
其中，1、连接焊点，2、条形YSZ基板，3、NiO敏感电极，4、Pt参考电极，5、Pt加热器。
图2：本发明所制得的使用共沉淀法合成的单一氧化物NiO敏感电极材料XRD谱图（其中，纵坐标为吸收强度，横坐标为扫描角度）。
图3：本发明制备的NiO敏感电极材料SEM图。
图4：利用在1100℃烧结下使用单一氧化物NiO敏感电极材料作为敏感电极材料的传感器对100ppmNO2响应恢复曲线。（其中，横坐标为时间，纵坐标为电势差值）。
图5：利用NiO作为敏感电极材料的条形YSZ基传感器响应浓度对数曲线。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。
一种面向汽车尾气检测的YSZ基混成电位型NOx传感器，由印有Pt加热电极的条形YSZ基板2、Pt参考电极4和NiO敏感电极3组成，Pt参考电极4和NiO敏感电极3通过丝网印刷技术将参考电极浆料和敏感电极浆料分别印刷在条形YSZ基板2上表面的两端，条形YSZ基板2上表面还设有连接焊点1和Pt加热器5。
实施例1：
使用共沉淀法制备NiO敏感电极材料，通过丝网印刷的方法，制作的产业化型YSZ基混成电位NO2车载传感器并测试传感器气敏特性，具体流程如下：
（1）称取NiCl2·6H2O 4.5g，配置0.15mol/L的NiCl2溶液90mL，置于1个烧杯中；另使用量筒量取氨水8ml，并按照氨水与水体积比为1:10的比例，配置氨水溶液，置于另一烧杯中；将配置好的NiCl2溶液置于水浴温度为50℃的水浴锅中，使用分液漏斗将氨水滴入NiCl2溶液中，氨水溶液以8s滴一滴的速度滴定NiCl2溶液，使得溶液pH=7时停止，得到絮状沉淀；通过离心机将沉淀离心清洗5次，直至向离心的上清液中滴加AgNO3溶液无沉淀产生；随后把沉淀放在电热真空烘干箱中烘干，烘干温度为70℃，时间为12h，得到绿色粉末；将绿色粉末放入瓷舟中，置于马弗炉内以1000℃高温烧结1h，烧结速度为1℃/min，得到敏感电极材料NiO；
本发明所述的H2S传感器的制备步骤如下：
（2）制备丝网印刷使用的浆料，浆料制备如下：
分别用电子天平称取NiO粉末0.5g，松油醇0.8g，乙基纤维素70 0.4g，乙基纤维素800.4g加入球磨罐中，再用量筒量取乙醇10mL加入球磨罐中，球磨24h，得到NiO浆料；
（3）制作Pt参考电极：使用Pt浆，通过丝网印刷技术在距离条形YSZ基板左边0.2mm，顶端1mm的位置印制长10mm，宽0.6mm的参考电极，使用的浆料为Pt浆；并在距离YSZ基板右端0.6mm，顶端1mm处印制宽0.1mm，长10mm的Pt带；
（4）将上述制备的YSZ基板1000℃下烧结0.5个小时；升温速率为1℃/min，除去参考电极中的松油醇等，使参考电极牢牢固定在YSZ基板上；
（5）制作NiO敏感电极：利用丝网印刷技术，将制备好的NiO浆料印刷在上述YSZ基板右端0.2mm，顶端1处印制宽为1.8mm，长10mm的敏感电极，将印制好敏感电极的YSZ基板900℃下烧结1个小时；升温速率为1℃/min，使敏感电极牢牢固定在YSZ基板上。
实施例2：
使用共沉淀法制备NiO敏感电极材料，通过丝网印刷的方法，制作的产业化型YSZ基混成电位NO2车载传感器并测试传感器气敏特性，具体流程如下：
（1）称取NiCl2·6H2O 4.74g，配置0.2mol/L的NiCl2溶液100mL，置于1个烧杯中；另使用量筒量取氨水10ml，并按照氨水与水体积比为1:10的比例，配置氨水溶液，置于另一烧杯中；将配置好的NiCl2溶液置于水浴温度为60℃的水浴锅中，使用分液漏斗将氨水滴入NiCl2溶液中，氨水溶液以10s滴一滴的速度滴定NiCl2溶液，使得溶液pH=8时停止，得到絮状沉淀；通过离心机将沉淀离心清洗6次，直至向离心的上清液中滴加AgNO3溶液无沉淀产生；随后把沉淀放在电热真空烘干箱中烘干，烘干温度为80℃，时间为24h，得到绿色粉末；将绿色粉末放入瓷舟中，置于马弗炉内以1100℃高温烧结2h，烧结速度为2℃/min，得到敏感电极材料NiO；
本发明所述的H2S传感器的制备步骤如下：
（2）制备丝网印刷使用的浆料，浆料制备如下：
分别用电子天平称取NiO粉末0.6g，松油醇1.0g，乙基纤维素70 0.5g，乙基纤维素800.5g加入球磨罐中，再用量筒量取乙醇12.5mL加入球磨罐中，球磨48h，得到NiO浆料；
（3）制作Pt参考电极：使用Pt浆，通过丝网印刷技术在距离条形YSZ基板左边0.3mm，顶端1.5mm的位置印制长12.5mm，宽0.8mm的参考电极，使用的浆料为Pt浆；并在距离YSZ基板右端0.8mm，顶端1.5mm处印制宽0.2mm，长12.5mm的Pt带；
（4）将上述制备的YSZ基板1000℃下烧结0.8个小时；升温速率为1.5℃/min，除去参考电极中的松油醇等，使参考电极牢牢固定在YSZ基板上；
（5）制作NiO敏感电极：利用丝网印刷技术，将制备好的NiO浆料印刷在上述YSZ基板右端0.3mm，顶端1.5mm处印制宽为2mm，长12.5mm的敏感电极，将印制好敏感电极的YSZ基板1000℃下烧结2个小时；升温速率为2℃/min，使敏感电极牢牢固定在YSZ基板上。
实施例3
使用共沉淀法制备NiO敏感电极材料，通过丝网印刷的方法，制作的产业化型YSZ基混成电位NO2车载传感器并测试传感器气敏特性，具体流程如下：
（1）称取NiCl2·6H2O 5g，配置0.25mol/L的NiCl2溶液110mL，置于1个烧杯中；另使用量筒量取氨水12ml，并按照氨水与水体积比为1:10的比例，配置氨水溶液，置于另一烧杯中；将配置好的NiCl2溶液置于水浴温度为80℃的水浴锅中，使用分液漏斗将氨水滴入NiCl2溶液中，氨水溶液以15s滴一滴的速度滴定NiCl2溶液，使得溶液pH=9时停止，得到絮状沉淀；通过离心机将沉淀离心清洗8次，直至向离心的上清液中滴加AgNO3溶液无沉淀产生；随后把沉淀放在电热真空烘干箱中烘干，烘干温度为90℃，时间为36h，得到绿色粉末；将绿色粉末放入瓷舟中，置于马弗炉内以1200℃高温烧结3h，烧结速度为5℃/min，得到敏感电极材料NiO；
本发明所述的H2S传感器的制备步骤如下：
（2）制备丝网印刷使用的浆料，浆料制备如下：
分别用电子天平称取NiO粉末0.8g，松油醇1.2g，乙基纤维素70 0.6g，乙基纤维素800.6g加入球磨罐中，再用量筒量取乙醇15mL加入球磨罐中，球磨72h，得到NiO浆料；
（3）制作Pt参考电极：使用Pt浆，通过丝网印刷技术在距离条形YSZ基板左边0.5mm，顶端2mm的位置印制长15mm，宽1mm的参考电极，使用的浆料为Pt浆；并在距离YSZ基板右端1mm，顶端2mm处印制宽0.3mm，长15mm的Pt带；
（4）将上述制备的YSZ基板1000℃下烧结1个小时；升温速率为2℃/min，除去参考电极中的松油醇等，使参考电极牢牢固定在YSZ基板上；
（5）制作NiO敏感电极：利用丝网印刷技术，将制备好的NiO浆料印刷在上述YSZ基板右端0.5mm，顶端2mm处印制宽为2.4mm，长15mm的敏感电极，将印制好敏感电极的YSZ基板1100℃下烧结3个小时；升温速率为3℃/min，使敏感电极牢牢固定在YSZ基板上。
将三组实施例的传感器连接在Rigol信号测试仪上，置于不同NO2气氛中进行电压信号测试。
表一列出了分别将传感器置于空气、10ppmNO2、20ppmNO2、50ppmNO2、100ppmNO2、200ppmNO2、500ppmNO2气氛中的电势信号测试，由此可见传感器对不同浓度的NO2具有良好的敏感特性。
表1
。
如图2所示，1100℃烧结的NiO材料的XRD谱图，通过与标准谱图对比，五种不同比例的材料都与标准卡片JCPDS（File No.78-643）一致且没有杂峰，说明我们发明制备的敏感电极材料为纯净无杂质的NiO材料。
从图3中可以看出，制备的材料的多孔性较好，有利于气体的扩散。
如图4所示，传感器对NO2有良好的响应恢复特性，响应值为18mV，响应时间15s，恢复时间20s。
如图5所示，该器件的ΔV和丙酮浓度对数呈良好的线性关系，根据混成电位理论，将其斜率定义为传感器的灵敏度，在浓度为10ppm-500ppmNO2气氛中其灵敏度为20mV/decade。
本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种面向汽车尾气检测的YSZ基混成电位型NOx传感器，其特征在于，由印有Pt加热电极的条形YSZ基板、Pt参考电极和NiO敏感电极组成，所述参考电极和敏感电极通过丝网印刷技术将参考电极浆料和敏感电极浆料分别印刷在条形YSZ基板上表面的两端。
2.根据权利要求1所述的面向汽车尾气检测的YSZ基混成电位型NOx传感器，其特征在于，所述NiO敏感电极的制备方法为：
称取NiCl2•6H2O 4.5-5g，配置0.15-0.25mol/L的NiCl2溶液90-110mL，置于1个烧杯中；另使用量筒量取氨水8-12ml，并按照氨水与水体积比为1:10的比例，配置氨水溶液，置于另一烧杯中；将配置好的NiCl2溶液置于水浴温度为50-80℃的水浴锅中，使用分液漏斗将氨水滴入NiCl2溶液中，氨水溶液以8-15s滴一滴的速度滴定NiCl2溶液，使得溶液pH=7-9时停止，得到絮状沉淀；通过离心机将沉淀离心清洗5-8次，直至向离心的上清液中滴加AgNO3溶液无沉淀产生；随后把沉淀放在电热真空烘干箱中烘干，烘干温度为70-90℃，时间为12-36h，得到绿色粉末；将绿色粉末放入瓷舟中，置于马弗炉内以1000-1200℃高温烧结1-3h，烧结速度为1-5℃/min，得到敏感电极材料NiO。
3.根据权利要求2所述的面向汽车尾气检测的YSZ基混成电位型NOx传感器，其特征在于，所述丝网印刷使用的敏感电极浆料的制备方法为：
分别用电子天平称取NiO粉末0.5-0.8g，松油醇0.8-1.2g，乙基纤维素70 0.4-0.6g，乙基纤维素80 0.4-0.6g加入球磨罐中，再用量筒量取乙醇10-15mL加入球磨罐中，球磨24-72h，得到NiO浆料。
4.一种面向汽车尾气检测的YSZ基混成电位型NOx传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）制作Pt参考电极：使用Pt浆，通过丝网印刷技术在距离条形YSZ基板左边0.2-0.5mm，顶端1-2mm的位置印制长10-15mm，宽0.6-1mm的参考电极，使用的浆料为Pt浆；并在距离YSZ基板右端0.6-1mm，顶端1-2mm处印制宽0.1-0.3mm，长10-15mm的Pt带；
（2）将上述印制完Pt参考电极后的YSZ基板在800-1200℃下烧结0.5-1个小时，除去Pt参考电极中的松油醇等，使Pt参考电极牢牢固定在YSZ基板上；
（3）制作NiO敏感电极：利用丝网印刷技术，将制备好的NiO浆料印刷在上述YSZ基板右端0.2-0.5mm，顶端1-2mm处印制宽为1.8-2.4mm，长10-15mm的敏感电极，将印制好敏感电极的YSZ基板900-1100℃下烧结1-3个小时；升温速率为1-3℃/min，使敏感电极牢牢固定在YSZ基板上。
5.根据权利要求4所述的面向汽车尾气检测的YSZ基混成电位型NOx传感器的制备方法，其特征在于：步骤（2）中高温烧结时的升温速率为1~2℃/min。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114910525A (zh) * 2021-02-07 2022-08-16 常州联德电子有限公司 一种车用NOx传感器NiO基敏感电极的制备方法
CN115950939A (zh) * 2023-03-10 2023-04-11 华北理工大学 基于YSZ-NiO多孔层的传感器及其制备方法与应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090288961A1 (en) * 2008-03-12 2009-11-26 Dileep Singh COMPACT ELECTROCHEMICAL BIFUNCTIONAL NOx/O2 SENSORS WITH INTERNAL REFERENCE FOR HIGH TEMPERATURE APPLICATIONS
CN103954665A (zh) * 2014-05-08 2014-07-30 吉林大学 基于喷砂加工多孔ysz基板的混成电位型no2传感器及制备方法
CN105572204A (zh) * 2015-12-16 2016-05-11 吉林大学 基于YSZ和铌铁矿型MNb2O6敏感电极的混成电位型高温NO2传感器及制备方法
US20170299543A1 (en) * 2016-04-14 2017-10-19 Rohm Co., Ltd. Nitrogen oxide based gas sensor, oxygen pump, gas sensor apparatus, manufacturing method of gas sensor apparatus, and sensor network system
CN107655948A (zh) * 2017-08-28 2018-02-02 吉林大学 一种以La2NiO4为敏感电极的YSZ基混成电位型H2S传感器及其制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090288961A1 (en) * 2008-03-12 2009-11-26 Dileep Singh COMPACT ELECTROCHEMICAL BIFUNCTIONAL NOx/O2 SENSORS WITH INTERNAL REFERENCE FOR HIGH TEMPERATURE APPLICATIONS
CN103954665A (zh) * 2014-05-08 2014-07-30 吉林大学 基于喷砂加工多孔ysz基板的混成电位型no2传感器及制备方法
CN105572204A (zh) * 2015-12-16 2016-05-11 吉林大学 基于YSZ和铌铁矿型MNb2O6敏感电极的混成电位型高温NO2传感器及制备方法
US20170299543A1 (en) * 2016-04-14 2017-10-19 Rohm Co., Ltd. Nitrogen oxide based gas sensor, oxygen pump, gas sensor apparatus, manufacturing method of gas sensor apparatus, and sensor network system
CN107655948A (zh) * 2017-08-28 2018-02-02 吉林大学 一种以La2NiO4为敏感电极的YSZ基混成电位型H2S传感器及其制备方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114910525A (zh) * 2021-02-07 2022-08-16 常州联德电子有限公司 一种车用NOx传感器NiO基敏感电极的制备方法
CN115950939A (zh) * 2023-03-10 2023-04-11 华北理工大学 基于YSZ-NiO多孔层的传感器及其制备方法与应用

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