[发明专利]以LaxSm1-xFeO3为敏感电极材料的混成电位型SO2传感器及其制作方法

摘要

一种以La_xSm_1‑xFeO₃为敏感电极材料的NASICON基混成电位型SO₂传感器及其制备方法，属于气体传感器技术领域。是由Al₂O₃陶瓷管、涂敷在Al₂O₃陶瓷管外表面的两层NASICON离子导电层、制备在NASICON离子导电层外表面靠近两侧位置的两个彼此分立的网状Au电极、涂敷在NASICON离子导电层外表面其中一个网状Au电极上的敏感电极材料La_xSm_1‑xFeO₃、穿过Al₂O₃陶瓷管内作为加热器的Ni‑Cr合金加热线圈组成，其中0.2≤x≤0.8。本发明通过改变不同镧元素的掺杂量，改变了反应中敏感电极材料的催化活性，提高了对SO₂的催化效率以及三相界面处的反应速率，进而提高了灵敏度以及检测下限。La_0.5Sm_0.5FeO₃作为敏感电极的SO₂气体传感器表现出最高的响应值，检测下限达到了5ppb。

主权项

1.一种以LaxSm1‑xFeO3为敏感电极材料的NASICON基混成电位型SO2传感器，其特征在于：是由Al2O3陶瓷管、涂敷在Al2O3陶瓷管外表面的两层NASICON离子导电层、制备在NASICON离子导电层外表面靠近两侧位置的两个彼此分立的网状Au电极、涂敷在NASICON离子导电层外表面其中一个网状Au电极上的敏感电极材料LaxSm1‑xFeO3、穿过Al2O3陶瓷管内作为加热器的Ni‑Cr合金加热线圈组成，其中0.2≤x≤0.8；且敏感电极材料LaxSm1‑xFeO3由如下步骤制备得到，(1)按照化学计量比称取适量La(NO3)3·6H2O、Sm(NO3)3·6H2O、Fe(NO3)3·9H2O，将其分别溶解于10～20mL去离子水中，混合搅拌形成硝酸盐溶液，再向其中滴加柠檬酸水溶液，在60～90℃下水浴加热3～4小时直至形成溶胶；(2)将上述所得溶胶在70～120℃下烘干12～24小时得到易碎的干凝胶；(3)将干凝胶研磨碎后在200～500℃空气氛围下预烧3～6小时，最后在500～1000℃下烧结2～6小时得到LaxSm1‑xFeO3敏感电极材料粉末；其中，La(NO3)3·6H2O、Sm(NO3)3·6H2O、Fe(NO3)3·9H2O的摩尔计量比为x：1‑x：1，0.2≤x≤0.8，全部金属离子与柠檬酸的摩尔比为1：2～4。