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采用浸渍技术在多孔的La10Si5MgO26(LSMO)电解质中原位合成了纳米结构的CoWO4敏感电极,制备成一种新型阻抗谱型NH3传感器。利用交流阻抗技术研究了传感器对NH3的敏感性能。结果表明:传感器对20-500 ppm NH3表现出优异的响应与恢复能力。在0.1Hz下,传感器的响应信号((|Z|base-|Z|sample)/|Z|base)与NH3浓度呈良好的线性关系。通过对不同NH3浓度下的阻抗谱拟合和等效电路分析表明,传感器对NH3的响应是由于NH3在气体|CoWO4|LSMO三相界面处的电化学催化分解。图1为LSMO多孔层经CoWO4浸渍和800℃煅烧后的微观形貌。由图可见,CoWO4颗粒很好地填充在LSMO多孔骨架的孔隙中,颗粒细小,均匀。图2为700℃时,传感器在20-500 ppm NH3中的交流阻抗谱。从图中可以看到,在频率为0.11MHz的范围内,该传感器的阻抗谱由两个圆弧组成。在高频区,出现较小的完整半圆,表征LSMO电解质本身的阻抗。随着NH3浓度的变化,高频区的圆弧基本重合在一起。在低频区,则为半径较大的圆弧,表征三相界面的催化反应过程。随着NH3浓度的增大,低频区圆弧的直径明显减小,表明该传感器对NH3具有良好的敏感性。图3示出了700℃,频率为0.1 Hz时,传感器对不同浓度NH3的响应曲线。如图所示,当NH3气体注入到测试系统中时,传感器的响应信号|Z|迅速减小。当NH3从测试浓度降为0 ppm时,响应信号迅速恢复到背景值,且保持恒定,表明传感器具有良好的响应和恢复能力。传感器的响应信号(((|Z|base-|Z|sample)/|Z|base)与NH3浓度呈良好的线性关系。当CoWO4的装载量有8%增到大16%时,传感器的灵敏度由4.24×10-4ppm-1增加到4.77×10-4ppm-1。