1、NO和NO2統(tǒng)稱為NOx會(huì)引起光化學(xué)煙霧，酸雨以及許多對(duì)人體健康有害的問(wèn)題，已經(jīng)成為了非常嚴(yán)重的大氣污染物。大多數(shù)的NOx來(lái)自于汽車尾氣，鍋爐和一些其它的燃燒過(guò)程，因此可以連續(xù)監(jiān)測(cè)NOx氣體的高性能傳感器受到各國(guó)科學(xué)工作者的關(guān)注。在這些傳感器中，以氧化鋯為電解質(zhì)，金屬氧化物為敏感電極和鉑為參比電極的混合電勢(shì)型傳感器以其小型化、操作簡(jiǎn)單及成本低的優(yōu)點(diǎn)引起了大家的關(guān)注。目前，對(duì)于這類傳感器的研究主要集中在尋找合適的敏感電極材料上。近年來(lái)，由

2、于電勢(shì)型NOx傳感器的主要響應(yīng)信號(hào)來(lái)源于發(fā)生在氣體、電解質(zhì)氧化釔穩(wěn)定的氧化鋯（YSZ）和敏感電極氧化物之間三相界面（TPB）上的電極反應(yīng)，三相界面也逐漸引起了研究者的關(guān)注。
　　本研究通過(guò)直接向選擇性較好的La2CuO4敏感電極材料和新的La1.67Sr0.33NiO4敏感電極材料中添加YSZ的方法，增加三相界面的數(shù)量，提高傳感器的性能。本研究還采用微波輔助膠體自燃燒法制備了不同YSZ添加量的La1.67Sr0.33NiO4/YS

3、Z復(fù)合粉末，希望通過(guò)這種方法使YSZ均勻地分布在敏感電極中，從而得到較多的三相界面，提高傳感器的性能。主要研究結(jié)論如下：
　　采用微波輔助膠體自燃燒法制備不同YSZ添加量的La1.67Sr0.33NiO4/YSZ復(fù)合粉末過(guò)程中，當(dāng)YSZ添加量為0時(shí)，800℃煅燒2h可以得到較純的La1.67Sr0.33NiO4，且其粒徑約為40nm；隨著YSZ添加量的增加，La1.67Sr0.33NiO4和YSZ兩種材料逐漸結(jié)合形成多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，

4、這種結(jié)構(gòu)可以有效地增加三相界面的數(shù)量；當(dāng)YSZ添加量超過(guò)25wt％時(shí)，La1.67Sr0.33NiO4和YSZ會(huì)形成絕緣燒綠石相La2Zr2O7。另外，煅燒溫度也和最終產(chǎn)物存在一定的關(guān)系。
　　隨著燒結(jié)溫度的提高，純的La2CuO4敏感電極表面顆粒明顯變大，孔徑變大，孔的數(shù)量變少；900℃燒結(jié)得到的敏感電極表面具有較好的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，三相界面數(shù)量多，但是YSZ添加量多達(dá)10vol.％時(shí)，電極表面連續(xù)相反而較少，三相界面也隨之減少；

5、燒結(jié)溫度為1000℃和1100℃時(shí)，添加YSZ后的La2CuO4/YSZ敏感電極表面會(huì)出現(xiàn)小顆粒，且隨著YSZ添加量的增加，小顆粒數(shù)量增多，團(tuán)聚現(xiàn)象越明顯，三相界面數(shù)量也隨之變少。
　　溶膠-凝膠法得到的La1.67Sr0.33NiO4制備的敏感電極表面為多孔結(jié)構(gòu)，平均粒徑約為85nm。向該法得到的La1.67Sr0.33NiO4粉末中直接添加YSZ后，電極表面出現(xiàn)主要成分為YSZ的小顆粒。微波輔助膠體自燃燒法制備的La1.67S

6、r0.33NiO4/YSZ復(fù)合粉末敏感電極中：隨著燒結(jié)溫度的升高，10wt％YSZ-La1.67Sr0.33NiO4敏感電極的顆粒粒徑明顯長(zhǎng)大，三相界面數(shù)量變少；隨著YSZ添加量的增加，La1.67Sr0.33NiO4/YSZ敏感電極表面塊狀結(jié)構(gòu)增多，孔隙率下降，三相界面數(shù)量也減少。
　　對(duì)La2CuO4/YSZ敏感電極傳感器進(jìn)行性能研究，主要包括傳感器的敏感性、選擇性、可重復(fù)性和阻抗譜研究。經(jīng)900℃燒結(jié)2h后，得到的5vol.

7、％YSZ-La2CuO4敏感電極傳感器對(duì)NOx最敏感，在測(cè)試溫度為400℃時(shí)，其對(duì)700ppm NO和NO2響應(yīng)信號(hào)值分別為52mV和-98mV，而10vol.％YSZ-La2CuO4敏感電極傳感器對(duì)NOx響應(yīng)信號(hào)最小，其對(duì)700ppm NO和NO2響應(yīng)信號(hào)值分別為22.2mV和-50mV；不同YSZ添加量的La2CuO4/YSZ敏感電極傳感器的響應(yīng)信號(hào)值均與NOx濃度對(duì)數(shù)具有較好的線性關(guān)系。隨著測(cè)試溫度的升高，傳感器響應(yīng)信號(hào)絕對(duì)值均變

8、小，響應(yīng)均變快。傳感器的這些敏感行為與其敏感電極表面形貌息息相關(guān)；測(cè)試溫度為400℃，發(fā)現(xiàn)四種傳感器均對(duì)NO和NO2具有較大響應(yīng)，而對(duì)O2和CO2沒(méi)有響應(yīng)。另外，不同的YSZ添加量對(duì)各自對(duì)應(yīng)傳感器的性能影響總體趨勢(shì)一致，即傳感器對(duì)NO的響應(yīng)都會(huì)在一定程度上受到CO2，CO和NO2的影響，幾乎不會(huì)受到O2的影響；不同YSZ添加量的傳感器均對(duì)NOx具有較好的可重復(fù)性；阻抗譜圖分析結(jié)果表明，La2CuO4/YSZ傳感器阻抗在NO和NO2中均變

9、小，且在NO2中變化比在NO中的大，與電勢(shì)響應(yīng)結(jié)果中NO2響應(yīng)信號(hào)絕對(duì)值大一致。另外，還發(fā)現(xiàn)通過(guò)增加三相界面數(shù)量的方法來(lái)提高傳感器性能的方法是簡(jiǎn)單可行的。
　　對(duì)La1.67Sr0.33NiO4/YSZ敏感電極傳感器進(jìn)行性能研究，主要包括傳感器的敏感性、可重復(fù)性、阻抗譜和NO程序升溫脫附法（TPD）研究。微波輔助膠體自燃燒法得到的La1.67Sr0.33NiO4/YSZ復(fù)合粉末制備的敏感電極的三相界面有效數(shù)量比直接向La1.67S

10、r0.33NiO4中添加YSZ的大，故其相應(yīng)的傳感器性能更好。詳細(xì)地研究了微波輔助膠體自燃燒法得到的La1.67Sr0.33NiO4/YSZ復(fù)合粉末制備的敏感電極傳感器的性能，發(fā)現(xiàn)經(jīng)1000℃燒結(jié)2h后，得到的10wt％YSZ-La1.67Sr0.33NiO4傳感器對(duì)NOx最敏感，測(cè)試溫度為400℃時(shí)，其對(duì)700ppm NO和NO2響應(yīng)信號(hào)值分別為27mV和-50mV，而20wt％YSZ-La1.67Sr0.33NiO4傳感器對(duì)NOx響

11、應(yīng)信號(hào)最小，其對(duì)700ppm NO和NO2響應(yīng)信號(hào)值分別為16.5mV和-32mV；隨著測(cè)試溫度的升高，不同YSZ添加量的La1.67Sr0.33NiO4/YSZ電極材料響應(yīng)信號(hào)絕對(duì)值均變小，響應(yīng)均變快。傳感器的這些敏感行為與其敏感電極表面形貌息息相關(guān)；不同YSZ添加量的傳感器均對(duì)NOx具有較好的可重復(fù)性；阻抗譜圖分析結(jié)果表明，通過(guò)增加三相界面數(shù)量來(lái)提高傳感器性能的方法是簡(jiǎn)單可行的；NO-TPD研究結(jié)果表明，10wt％YSZ-La1.6