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(xué)煙霧的主要物質(zhì),給大氣帶來了嚴(yán)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(hù)意識(shí)的提高,各國都制定了嚴(yán)格的汽車尾氣的排放標(biāo)準(zhǔn),對(duì)NOX的排放也越來越嚴(yán)格。這就使得汽車NOX傳感器的開發(fā)及優(yōu)化勢在必行。基于YSZ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(jié)構(gòu)復(fù)雜,測量精度不高,響應(yīng)較慢。因此,如何優(yōu)化其性能是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。
　　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(duì)Pt/YSZ泵氧電極與YSZ電解質(zhì)共燒結(jié)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(biāo)準(zhǔn)測試氣體,研究了共燒溫度及YSZ添加量對(duì)Pt/YSZ泵氧電極性能的影響。并對(duì)Pt/YSZ泵氧電極對(duì)不同氣體的響應(yīng)特性進(jìn)行了相關(guān)研究。
　　研究了玻璃料對(duì)Pt/YSZ電極與YSZ基體的共燒結(jié)

3、合性能的影響。結(jié)果表明:玻璃料的加入有利于Pt/YSZ電極與基體的結(jié)合。未添加玻璃料的電極與基體共燒后出現(xiàn)嚴(yán)重脫皮,剝落,分層等現(xiàn)象,結(jié)合性很差,而添加玻璃料樣品共燒后結(jié)合性很好。
　　研究了共燒溫度對(duì)Pt/YSZ泵氧電極顯微結(jié)構(gòu)及催化性能的影響。結(jié)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(jié)構(gòu)。電極催化活性與微觀結(jié)構(gòu)相符,1400℃共燒電極催化性能最好。Pt/YSZ

4、泵氧電極反應(yīng)活化能隨共燒溫度的提高而略微降低。
　　研究了YSZ含量對(duì)Pt/YSZ泵氧電極顯微結(jié)構(gòu)及催化性能的影響。結(jié)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(yīng)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(yīng)特性。結(jié)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(guān)系,NO濃