基于HTCC工艺的电化学NO<sub>2</sub>气体传感器设计与测试

秦浩; 王洋洋; 杨永超; 刘智敏; 佟勇; 徐海鑫

doi:10.3969/j.issn.2096-1553.2019.04.009

CN 41-1437/TS ISSN 2096-1553

基于HTCC工艺的电化学NO₂气体传感器设计与测试

秦浩 , 王洋洋 , 杨永超 , 刘智敏 , 佟勇 , 徐海鑫

秦浩, 王洋洋, 杨永超, 等. 基于HTCC工艺的电化学NO2气体传感器设计与测试[J]. 轻工学报, 2019, 34(4): 59-63. doi: 10.3969/j.issn.2096-1553.2019.04.009

引用本文: 秦浩, 王洋洋, 杨永超, 等. 基于HTCC工艺的电化学NO2气体传感器设计与测试[J]. 轻工学报, 2019, 34(4): 59-63. doi: 10.3969/j.issn.2096-1553.2019.04.009

QIN Hao, WANG Yangyang, YANG Yongchao, et al. Design and test of electrochemical NO2 gas sensor based on HTCC technology[J]. Journal of Light Industry, 2019, 34(4): 59-63. doi: 10.3969/j.issn.2096-1553.2019.04.009

Citation: QIN Hao, WANG Yangyang, YANG Yongchao, et al. Design and test of electrochemical NO2 gas sensor based on HTCC technology[J]. Journal of Light Industry, 2019, 34(4): 59-63. doi: 10.3969/j.issn.2096-1553.2019.04.009

基于HTCC工艺的电化学NO₂气体传感器设计与测试

1. 中国电子科技集团公司第四十九研究所, 黑龙江哈尔滨 150001;
2. 哈尔滨工程大学材料科学与化学工程学院, 黑龙江哈尔滨 150001;
3. 陆军航空兵军事代表局驻哈尔滨军事代表室, 黑龙江哈尔滨 150001

作者简介: 秦浩(1983-),男,江苏省徐州市人,中国电子科技集团公司第四十九研究所高级工程师,主要研究方向为敏感材料及化学量传感器技术.;

中图分类号: TP212

Design and test of electrochemical NO₂ gas sensor based on HTCC technology

1. The 49 th Research Institute, China Electronic Technology Group, Harbin 150001, China;
2. College of Materials Science and Chemical Engineering, Harbin Engineering University, Harbin 150001, China;
3. Military Representative Office of Army Air Force in Harbin, Harbin 150001, China
Received Date: 2018-10-17

CLC number: TP212

摘要: 采用高温共烧陶瓷（HTCC）工艺，以氧化锆陶瓷、导电金属浆料、室温离子液体为主要原料，制作了一种电化学NO₂气体传感器，并对该传感器电极的电化学性能、传感器的输出和响应特性等进行了研究.结果表明：实验所用室温离子液体1-丁基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐适合作为该电化学NO₂传感器的电解液，适宜的工作电压为1.2 V；该传感器的检测范围为0~0.010%（体积分数）时，精度为1.5% FS；该传感器的响应时间（τ₉₀）为25 s，优于传统腔室类电化学气体传感器.
- HTCC工艺 /
- 电化学NO₂气体传感器 /
- 离子液体 /
- 响应特性
Abstract: An electrochemical NO₂ gas sensor was fabricated by using high temperature co-fired ceramic (HTCC) process with zirconia ceramics, conductive metal paste and room temperature ionic liquid as the main raw materials.The electrochemical performance of the sensor electrode and the output and response characteristics of the sensor were studied. The results showed that the room temperature ionic liquid 1-butyl-3-methylimidazolium bis-trifluoromethylsulfonyl imide salt used in the experiment was suitable as the electrolyte of the electrochemical NO₂ gas sensor, and the suitable working voltage was 1.2 V; when the detection range of the sensor was 0~0.010% (volume fraction), and the accuracy was 1.5% FS. The response time (τ₉₀) of the sensor was 25 s, which was superior to the traditional chamber electrochemical gas sensor.
- HTCC technology /
- electrochemistry NO₂ gas sensor /
- ionic liquid /
- response characteristic
1. [1]
  王成杨,李玉玲,丁文波,等.基于MEMS工艺的NO₂气体传感器研制[J].传感器与微系统,2018,37(7):81.
2. [2]
  王欣,赵文杰,张福君,等.一种AlN基陶瓷微热板NO₂气体传感器研究[J].传感技术学报,2018,31(6):866.
3. [3]
  李辉,高致慧,林伟豪,等.温度对石墨烯NO₂气体传感器的影响[J].传感器与微系统,2018,37(6):5.
4. [4]
  郑豪男,陈珍珍,施佩影,等.基于微纳传感器的有毒有害气体检测方法研究[J].传感技术学报,2019,32(4):514.
5. [5]
  卞贺明,边超,佟建华,等.用于氨氮检测的无透气膜安培型NH₃微传感器及系统[J].纳米技术与精密工程,2012,10(2):120.
6. [6]
  WASILEWSKI T,GEBICKI J,KAMYSZ W.Prospects of ionic liquids application in electronic and bioelectronic nose instruments[J].Trends in Analytical Chemistry,2017,93:23.
7. [7]
  TONIOLO R,BORTOLOMEAZZI R,SVIGELJ R,et al.Use of an electrochemical room temperature ionic liquid-based microprobe for measurements in gaseous atmospheres[J].Sensors and Actuators B:Chemical,2017,240:239.
8. [8]
  MOYA A,GABRIEL G,VILLA R,et al.Inkjet-printed electrochemical sensors[J].Since Direct,2017,3(1):29.
9. [9]
  WAN H,YIN H Y,MASON A J.Rapid measurement of room temperature ionic liquid electrochemical gas sensor using transient double potential amperometry[J].Sensors and Actuators B:Chemical.2017,242:658.
10. [10]
  ZEVENBERGEN M A G, WOUTERS D,DAM V A.Electrochemical sensing of ethylene employing a thin ionic-liquid layer[J].Analytical Chemistry,2011,83:6300.
11. [11]
  OUDENHOVEN J F M,KNOBEN W,VAN SCHAIJK R.Electrochemical detection of ammonia using a thin ionic liquid film as the electrolyte[J].Procedia Engineering,2015,120:983.
12. [12]
  WEI D,IVASKA A.Applications of ionic liquids in electrochemical sensors[J].Analytica Chimica Acta,2008,607:126.
13. [13]
  秦浩,王洋洋,杨永超,等.开放式快响应电化学NH₃传感器研制[J].传感器与微系统,2018,37(9):81.
14. [14]
  李冬梅,王荣,曹晓卫,等.基于室温离子液体的电导型气体传感器[J].化学研究与应用,2009,21(6):843.
1. [1]
  吕金羚 , 傅亮 , 陈永生 . 红茶-花生蛋白复合饮品工艺优化及其营养特性研究. 轻工学报, 2024, 0(0): -.
2. [2]
  吕金羚 , 傅亮 , 陈永生 . 红茶-花生蛋白复合饮品工艺优化及其营养特性研究. 轻工学报, 2024, 39(5): 9-17. doi: 10.12187/2024.05.002
3. [3]
  胡新楠 , 朱成凯 , 胡中泽 , 纪执立 , 金伟平 , 郭城 , 沈汪洋 . 复配比对明胶-羟丙基甲基纤维素双水相体系微观结构和流变特性的影响. 轻工学报, 2024, 0(0): -.

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通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com

1.
沈阳化工大学材料科学与工程学院沈阳 110142

秦浩, 王洋洋, 杨永超, 等. 基于HTCC工艺的电化学NO2气体传感器设计与测试[J]. 轻工学报, 2019, 34(4): 59-63. doi: 10.3969/j.issn.2096-1553.2019.04.009

引用本文: 秦浩, 王洋洋, 杨永超, 等. 基于HTCC工艺的电化学NO2气体传感器设计与测试[J]. 轻工学报, 2019, 34(4): 59-63. doi: 10.3969/j.issn.2096-1553.2019.04.009

基于HTCC工艺的电化学NO₂气体传感器设计与测试

作者简介:秦浩(1983-),男,江苏省徐州市人,中国电子科技集团公司第四十九研究所高级工程师,主要研究方向为敏感材料及化学量传感器技术.

1. 中国电子科技集团公司第四十九研究所, 黑龙江哈尔滨 150001;
2. 哈尔滨工程大学材料科学与化学工程学院, 黑龙江哈尔滨 150001;
3. 陆军航空兵军事代表局驻哈尔滨军事代表室, 黑龙江哈尔滨 150001

收稿日期: 2018-10-17

关键词:

摘要: 采用高温共烧陶瓷（HTCC）工艺，以氧化锆陶瓷、导电金属浆料、室温离子液体为主要原料，制作了一种电化学NO₂气体传感器，并对该传感器电极的电化学性能、传感器的输出和响应特性等进行了研究.结果表明：实验所用室温离子液体1-丁基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐适合作为该电化学NO₂传感器的电解液，适宜的工作电压为1.2 V；该传感器的检测范围为0~0.010%（体积分数）时，精度为1.5% FS；该传感器的响应时间（τ₉₀）为25 s，优于传统腔室类电化学气体传感器.