文档名：电极厚度和粒径对In2O3氨气传感器性能的影响
摘要：采用自蔓延燃烧(SHS)法合成了纳米敏感材料一氧化铟(In2O3),以氧化钇稳定的氧化锆(YSZ)为固体电解质,铂(Pt)为参比电极,制备了混合电位型氨气(NH3)传感器.采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对敏感电极形貌进行表征.研究发现,随着电极厚度的增加,更多的NH3被吸附到表面参与电化学过程,传感性能增强;若电极层过厚,大部分NH3在穿过电极层到达三相界面(TPB)区域之前,被气固多相催化反应消耗,传感性能降低;SEM表征结果显示,最优的电极厚度为104.20μm.同时研究了粒径对性能的影响,在煆烧温度为900℃时,传感器表现出最高的灵敏度(-64.20mV/decade),TEM表征结果显示,此时晶粒的平均粒径为75.92nm.通过极化曲线测试验证了传感器响应机理符合混合电位理论.
Abstract：NanosensingmaterialIn2O3ispreparedusingself-propagationhigh-temperaturesynthesis(SHS)methodforfabricatingsensingelectrodesofmixedpotentialtypeNH3sensorsadoptingyttria-stabilizedzirconia(YSZ)assolidelectrolyteandPtasreferenceelectrode.MorphologyofthesensingelectrodesamplesarecharacterizedusingXRD,SEMandTEM.Itisfoundthroughresearchthatastheelectrodethicknessincreasing,moreNH3moleculesareabsorbedontothesurfaceoftheelectrodetoparticipateinelectrochemicalprocesses,sothatthesensingperformanceisincreased.However,thesensingperformanceissuppressedifthesensingelectrodelayeristoothick,becausemostNH3moleculesareconsumedbythegas-solidheterogeneouscatalyticreactionsbeforetheycanpenetratetheelectrodelayerandreachthethree-phaseboundary(TPB)region.TheSEMcharacterizationresultsshowthattheoptimumthicknessofthesensingelectrodelayeris104.20μm.Atthesametime,effectofparticlesizeonperformanceisresearched.Itisfoundthatatcalcinationtemperatureof900℃,thesensorshowsthehighestsensitivity(-64.20mV/decade).TheTEMcharacterizationresultsshowthattheaverageparticlesizeofthecrystalparticlesat900℃is75.92nm.Thepolarizationcurvetestverifiesthatthesensorresponsemechanismconformstothemixedpotentialtheory.
作者：吴春平 杨琳 张毅然 林赫 Author：WUChunping YANGLin ZHANGYiran LINHe
作者单位：上海交通大学动力机械与工程教育部重点实验室,上海200240上海交通大学动力机械与工程教育部重点实验室,上海200240;上海交通大学智慧能源创新学院,上海200240
刊名：传感器与微系统
Journal：TransducerandMicrosystemTechnologies
年，卷(期)：2024, 43(4)
分类号：TP212
关键词：氧化铟 氨气传感器 电极厚度 粒径 敏感性能
Keywords：In2O3 NH3sensor electrodethickness particlesize sensingperformance
机标分类号：TP212TB383O643
在线出版日期：2024年4月26日
基金项目：国家自然科学基金，国家自然科学基金电极厚度和粒径对In2O3氨气传感器性能的影响[
期刊论文] 传感器与微系统--2024, 43(4)吴春平 杨琳 张毅然 林赫采用自蔓延燃烧(SHS)法合成了纳米敏感材料一氧化铟(In2O3),以氧化钇稳定的氧化锆(YSZ)为固体电解质,铂(Pt)为参比电极,制备了混合电位型氨气(NH3)传感器.采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对敏感...参考文献和引证文献
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