一种新型工业废气检测装置及其制作方法

1.一种新型工业废气检测装置，其特征在于，该废气检测装置由信号读取系统和信号处理系统组成，信号读取系统是基于固体电解质型气体传感器，固体电解质型气体传感器包括加热板、布置在加热板上的钇稳定氧化锆(YSZ)基板和布置在YSZ基板上的铂(Pt)参考电极、敏感电极A和敏感电极B，其中敏感电极A和敏感电极B分别布置在Pt参考电极的两侧，敏感电极A的材质为氧化钨纳米颗粒掺杂纳米氧化镍粉，敏感电极B的材质为纳米SnO2粉。
2.根据权利要求1中所述的废气检测装置，其特征在于，所述YSZ基板为掺杂8mol％Y2O3，其物理大小为6mm*4mm*0.2mm，采用电化学方法腐蚀出两个1*2mm区域的纳米多孔结构，该结构分别用来放置敏感电极A和敏感电极B；在YSZ基板的纳米多孔区域上制作直径
0.1～0.3mm的铂金圆点,作为YSZ基板与电极的连结；敏感电极A和敏感电极B的厚度均为0.5mm，敏感电极B中SnO2纳米粉的粒径为15-22nm。
3.一种新型工业废气检测装置，其特征在于，该废气检测装置由信号读取系统和信号处理系统组成，信号读取系统是基于固体电解质型气体传感器，固体电解质型气体传感器包括多孔钇稳定氧化锆(YSZ)基板，和布置在YSZ基板上的铂(Pt)参考电极、敏感电极A和敏感电极B，其中敏感电极A和敏感电极B分别布置在Pt参考电极的两侧；其中，a.取YSZ基板先后用水和无水乙醇多次超声清洗，烘干后待用；
b.取铂浆，在清洗过后的YSZ基板的中间制作1*2mm大小的细条状铂浆带，在YSZ的多孔区域分别制作一个直径0.1～0.3mm的铂浆圆点，大批量生产时，可以采用丝网印刷工艺；
c.取三段铂丝分别粘在YSZ片子的刚涂好铂浆的区域，然后将YSZ基板放置在红外灯下烘烤数小时；
d.取适量敏感电极材料A、B，分别放入玛瑙研钵中充分研磨后加入少量去离子水，调配成粘稠状浆料A、B，分别将浆料A、B于基板多孔结构处涂上形成传感器的两个敏感电极A、B，厚度为0.5mm；
e.将上步骤得到的基板放入马弗炉高温800℃烧结两小时；
f.在“几”形Pt加热板印有Pt电极的一面均匀涂上一层无机胶，然后将加热板与上步骤中得到的基板粘在一起，放入马弗炉中200℃烧结20分钟，取出，即得传感器原型器件。
4.权利要求3所述的实现方法，其特征在于，
(1)多孔钇稳定氧化锆(YSZ)制备：
采用双槽电化学腐蚀法制备多孔结构YSZ；
a.取YSZ平板(8mol％Y2O3掺杂，6mm*4mm*0.2mm)，先后用水和无水乙醇多次超声清洗，烘干；
b.配制预处理溶液：按照质量份数，1-1.8％茶皂素，2％苹果酸，其余为纯净水，然后将YSZ平板投入其中，完全浸没，在50-58℃条件下处理20-28min，随后用微波处理2min，洗净自然干燥备用；
所述微波处理的参数为：2450MHz、65W，辐照2-5s，间隔10min，一共照射3-5次；
c.配制腐蚀溶液，取HF(体积份数40％)和去离子水按体积比1:5，适量添加高锰酸钾混合，放入双电槽电化学装置，腐蚀槽与夹具均为耐腐蚀的聚四氟乙烯材料，电极为柱状金属Pt，夹具将腐蚀槽分为两个互不连通区域，夹具中央具有两个1*2mm特定形状的孔洞；
d.腐蚀过程在黑暗条件下进行，装置所用电源为恒流源，施加腐蚀电流密度为40mA/
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cm，经过30min，在YSZ平板上形成两个1*2mm区域的多孔结构，制作完毕清洗后保存在无水乙醇中；
(2)敏感电极材料A制备:
a.合成氧化钨纳米颗粒：称取1.5gNa2WO4溶于45mL去离子水中，在搅拌情况下，滴加浓度为3mol/L的HCl溶液至钨酸沉淀完全；然后离心分离，将沉淀物放入小烧杯中，加入
30mL去离子水，再加入75gKNO3，剧烈搅拌，形成浆糊状物，在180℃下水热反应12h，自然冷却至室温；将反应物(沉淀)用去离子水充分洗涤，再用乙醇洗涤，过滤，在80℃下脱水干燥，得到产物即氧化钨纳米颗粒；
b.氧化钨纳米颗粒掺杂氧化镍：取质量比为3：1的氧化钨纳米颗粒与纳米镍粉放入搅拌器中，使其充分混合；然后将混合材料放入真空管式炉中，加热至300℃，保温4h，使镍粉充分氧化，最后自然降温至室温；
(3)敏感电极材料B制备:
a.首先将粒径为15-22nm的SnO2纳米粉在80℃真空干燥箱中干燥12小时；
b.称取干燥的SnO2纳米粉2.0g，然后向其中加入4.0ml氯铂酸溶液，浓度为10mmol/L，浸渍完全后将其超声15min，使其混合均匀；
c.将混合物静置6h，再放入真空干燥箱中在80℃干燥12h，干燥后将混合物在500℃下烧结12h，自然降至室温，即得敏感电极B。

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