[发明专利]一种氮氧化物传感器测量电极用高活性电极浆料

说明书

本发明公开一种氮氧化物传感器测量电极用高活性电极浆料，该电极浆料的质量百分比组成为：无机粘结剂1％～10％、有机粘结剂20％～40％、BaO/Y₂O₃复合粉5％～30％、二氧化锆2％～5％、γ‑氧化铝0.5％～2％、Pt粉20％～62％、Rh粉3％～20％。本发明通过在Pt‑Rh电极浆料中添加BaO/Y₂O₃复合粉，不仅减少了贵金属的用量，降低了成本，而且提高了测量电极对氮氧化物的催化活性，使NO_X传感器的测量精度明显提高，具有很大的实用价值。

技术领域

本发明属于汽车尾气控制系统技术领域，具体涉及一种氮氧化物传感器测量电极用电极浆料。

背景技术

随着汽车数量的急剧增加，在给人们生产、生活带来方便的同时，汽车产生的尾气(HC、CO、NO_X和PM等)也给大气带来了严重的污染，其中氮氧化物(NO_X)排放尤为严重，柴油尾气后处理系统可以有效地控制汽车有害气体的排放。NO_X传感器是柴油尾气后处理系统的重要零部件，其主要功能是检测发动机尾气中的氮氧化物含量是否超标，同时为柴油尾气后处理系统其它零部件的故障诊断提供数据支持。

NO_X传感器陶瓷芯片是以氧化锆(ZrO₂)为基体，复合了浓差型氧传感器和极限电流型氧传感器的基本原理，配合电极催化反应，分离出尾气中的氮氧化物，并将氮氧化物的测量转化为对氮氧化物分解的O₂的测量。在实际应用中，NO_X传感器陶瓷芯片在发动机控制环境中工作，必须具有以下的性能：(1)由于发动机燃料燃烧及其尾气排放管温度较高，要求传感器能够在较高的温度下工作；(2)要求传感器材料经受的住-20～900℃范围内的经常性的温度突变冲击；(3)对尾气中氮氧化物分压变化能做出极快的响应和恢复，且重复性、稳定性要好。

对于测量电极所用的浆料，特别是贵金属浆料Pt、Rh、Pd、Ir等虽然在高温800℃以上对NO分解具有高活性，但是很难做细，所以其对NO_X分解的活性很难再有质的提高，比如现在通用的Pt-Rh作为催化电极，当氮氧化物浓度大于100ppm时，测量精度为±12％；当氮氧化物浓度降至0～100ppm时，测量精度为±12ppm，随着氮氧化物浓度的降低，特别是当氮氧化物浓度在100ppm以下时，测量精度明显降低。另外，目前测量电极使用的浆料为贵金属浆料，增加了原材料的成本。由于能源和可持续性发展的需要，越来越多的工作更趋向于使用一些非贵金属催化剂进行研究，期望找到一种能够部分替代或完全替代贵金属的催化剂用于尾气的净化消除。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种能对汽车尾气中氮氧化物分解具有较高催化活性、制备方法简单、成本低的氮氧化物传感器测量电极用高活性电极浆料。

针对上述目的，本发明采用的电极浆料由以下质量百分比的原料制备而成：

无机粘结剂1％～10％、有机粘结剂20％～40％、BaO/Y₂O₃复合粉5％～30％、二氧化锆2％～5％、γ-氧化铝0.5％～2％、Pt粉20％～62％、Rh粉3％～20％。

上述Pt粉是纳米级Pt粉与微米级Pt粉质量比为6:4的混合物，其中纳米级Pt粉的粒径分布为300～800nm，微米级Pt粉的粒径分布为1.0～1.5μm。