当前汽车尾气中的NOx气体带来的环境污染问题日益严重。世界各国政府都制定了严格的尾气排放标准。SCR技术以及贫燃引擎系统的应用可以减少尾气中NOx气体的排放，但是这需要有灵敏度高、选择性好、稳定可靠的NOx气敏传感器对尾气中NOx气体的含量进行检测。科学家们因此展开了对NOx气敏传感器的研究。混合电势型NOx传感器由于优良的性能成为大家关注的焦点。
本文以应用于混合电势型NOx传感器当中的WO3敏感电极材料为研究对象，通过TiO2掺杂和CuO掺杂对WO3电极进行改性，研究掺杂后的复合电极对NOx气体的敏感特性，成功制备出分别对NO2和NO具有一定选择性的WO3基敏感电极材料，并采用这两种电极材料制备出双敏感电极试样，研究双敏感电极试样对NOx气体的敏感特性。具体工作如下：
采用沉淀法制备了不同TiO2含量的TiO2-WO3复合粉体材料，与有机粘结剂混合均匀后得到电极浆料，并丝网印刷于烧制好的YSZ基片上，烧结后制备为电极试样，研究了TiO2掺杂量对材料NOx气敏性能的影响。研究结果表明：敏感电极由单斜相WO3和四方相TiO2组成，TiO2平均粒径约180nm，小于WO3颗粒。细颗粒TiO2的添加提高了WO3对NO2的低温敏感性能，削弱了WO3对NO2的高温敏感性能以及对NO的敏感性能。通过调节TiO2的添加量，可以使复合电极在NO2和NO之间产生一定的选择性。20wt.％TiO2-WO3电极在500-700℃范围内对NO2的敏感性能高于NO，对NO2气体具有较好的选择性。
采用固相掺杂法制备了不同CuO含量的CuO-WO3复合电极浆料，并丝网印刷于烧制好的YSZ基片上，烧结后制备为电极试样，研究了CuO掺杂量对材料NOx气敏性能的影响。研究结果表明：敏感电极由单斜相WO3和三斜相CuWO4组成，CuWO4颗粒较为粗大，其分布方式对材料的NOx敏感性能产生较大影响。10wt.％CuO-WO3电极在500-700℃范围内对NO的敏感性能要高于NO2，对NO具有较好的选择性。
将20wt.％TiO2-WO3电极与10wt.％CuO-WO3电极丝网印刷于YSZ基片的两侧，制备双敏感电极试样，并对其NOx气敏性能进行了研究。研究结果表明：双敏感电极试样由于两电极间电化学反应动力学的差异，对NO、NO2及NO2+NO混合气均有电势信号输出。双敏感电极试样对NO和NO2的电势信号与其浓度的对数具有较好的线性关系，对总量一定的NO2+NO混合气电势响应随着混合气中NO2比例的增加而增加，这一现象可以用双电极试样对NO和NO2的响应信号叠加来定性解释。
- 作 者：
- 汪荣
- 学科专业：
- 材料学
- 授予学位：
- 硕士
- 学位授予单位：
- 华中科技大学
- 导师姓名：
- 肖建中夏风
- 学位年度：
- 2014
- 研究方向：
- 语 种：
- chi
- 基金项目：
