近年來，隨著世界汽車用量的猛增，隨之帶來的汽車尾氣污染問題日趨嚴(yán)重。一些城市由過去的煤煙型污染轉(zhuǎn)成以機(jī)動(dòng)車排放污染為主。汽車尾氣中氮氧化物氣體NOx（NO2+NO）的排放會(huì)破壞臭氧層、引起酸雨和光化學(xué)煙霧，已對人類的生存和身體健康構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。為此急需開發(fā)能夠?qū)崿F(xiàn)準(zhǔn)確、快速地測定汽車尾氣中NOx含量的裝置。傳統(tǒng)的NOx檢測裝置（如，化學(xué)發(fā)光測定儀、色譜儀等）雖然具有較高的靈敏度和較低的檢出限，但裝置復(fù)雜、價(jià)格昂貴，且不能實(shí)現(xiàn)NOx的現(xiàn)場連續(xù)監(jiān)測，也不便于汽車上的安裝。

　　摘要：從傳感器的工作機(jī)理、敏感電極材料發(fā)展、結(jié)構(gòu)研究等方面綜述近幾年氧化鋯基混合電勢型NOx氣體傳感器的研究進(jìn)展，展望此類傳感器的應(yīng)用前景和發(fā)展方向。

　　關(guān)鍵詞：氧化鋯,混合電勢,NOx傳感器

　　相對而言，化學(xué)類NOx傳感器則能對汽車尾氣中NOx實(shí)現(xiàn)簡便、快速、現(xiàn)場連續(xù)監(jiān)測。基于氧化鋯為固體電解質(zhì)的混合電勢型NOx傳感器是近年來逐漸發(fā)展起來的一種新型化學(xué)類NOx傳感器。在過去的十幾年中，氧化鋯基混合電勢型NOx傳感器得到了迅速發(fā)展，研究者從傳感器的電極材料、結(jié)構(gòu)、工作機(jī)理等方面對此類傳感器進(jìn)行了廣泛的研究報(bào)道。

　　1NOx傳感器敏感電極材料的發(fā)展

　　氧化鋯基混合電勢型NOx傳感器最早采用Y2O3穩(wěn)定的ZrO2（YSZ）作固體電解質(zhì)，Au等貴金屬作敏感電極。但是，由于Au電極在高溫下的快速再結(jié)晶而失去催化活性，使得傳感器在高溫下不能進(jìn)行長時(shí)間穩(wěn)定地工作，無法實(shí)現(xiàn)NOx現(xiàn)場連續(xù)監(jiān)測。為此，研究者們嘗試采用難熔氧化物電極材料取代Au等貴金屬作傳感器的敏感電極，以提高傳感器在高溫下的穩(wěn)定性和可重復(fù)性。

　　S.Zhuiykov等首先對ZnFe2O4、ZnCr2O4等十幾種尖晶石型氧化物電極材料進(jìn)行了研究測試。發(fā)現(xiàn)以ZnFe2O4作敏感電極制備的氧化鋯基NOx傳感器，在550-700℃范圍內(nèi)，對NO和NO2均具有最高的響應(yīng)電勢，且電勢信號(hào)與NOx濃度呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系，但該傳感器的響應(yīng)時(shí)間還有待提高；而以ZnCr2O4作敏感電極制備的傳感器則具有更短的響應(yīng)時(shí)間。W.Xiong等用CuO和CuCr2O4的混合物作敏感電極，制備的氧化鋯基混合電勢型NOx傳感器在高溫下不但具有較高的響應(yīng)電勢、較快的響應(yīng)速度、而且具有很好的重復(fù)性和抗干擾性。在659℃高溫下，傳感器的響應(yīng)時(shí)間和恢復(fù)時(shí)間分別為8s和10s，而且不受CO，CH4，O2等其它氣體的干擾。還有一些其它氧化物，如LaFeO3，Cr2O3，WO3等，在500-700℃溫度范圍內(nèi)對NOx都具有較好的敏感特性。

　　但是，當(dāng)溫度超過700℃時(shí)，上述材料對NOx的敏感特性均出現(xiàn)了大幅下降。N.Miura等人研究發(fā)現(xiàn)用NiO作敏感電極制備的傳感器能夠在700℃以上的溫度下正常工作。在溫度高達(dá)850℃時(shí)，NiO敏感電極對NO2還具有較高的敏感特性，且傳感器響應(yīng)電勢與NO2濃度呈良好的線性關(guān)系。J.Wang等研究發(fā)現(xiàn)在NiO中摻入Pt，Rh，Ir，Ru等貴金屬，能夠大大提高傳感器對NO2敏感性，摻入Rh后性能最好。當(dāng)NiO中摻入Rh的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%時(shí)，在溫度為800℃時(shí)，NO2濃度為500

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