1.一种钙钛矿固体电解质电流型NO2传感器,其特征在于:包括由钛酸铋钠Na0.5+xBi0.5TiO3材料制得的致密陶瓷片钛酸铋钠Na0.5+xBi0.5TiO3固体电解质基层、分别烧结在钛酸铋钠Na0.5+xBi0.5TiO3固体电解质基层两侧的多孔CuO正电极及Pt负电极;所述多孔CuO正电极和Pt负电极上均涂覆有少量铂浆层并引出Pt丝用于连接电源正负极;
其中,所述钙钛矿固体电解质电流型NO2传感器的制备方法包括以下步骤:
步骤S1:使用粉末压片机将钛酸铋钠Na0.5+xBi0.5TiO3粉末压成直径为8mm,厚度2-3mm的圆片;
步骤S2:使用等静压机在280-300MPa压力下给步骤S1中得到的圆片进行二次加压,使之更加致密,得到电解质基片;
步骤S3:将电解质基片在1150℃左右热处理2h得到致密电解质基片;
步骤S4:在步骤S3得到的致密电解质基片一侧涂含有碳粉、松油醇和乙基纤维素的CuO敏感电极浆料,在800℃温度下热处理3h在致密电解质基片的一侧得到多孔CuO正电极;
步骤S5:在步骤S3得到的致密电解质基片的另一侧涂覆含松油醇、乙基纤维素的Pt参比电极浆料,在800℃温度下热处理10min得到另一侧的Pt负电极;
步骤S6:使用上述Pt浆料将两根适当长度的Pt丝分别连接到电解质基片的正电极侧和负电极侧,并在800℃热处理10min得到钙钛矿固体电解质电流型NO2传感器成品;
其中,钛酸铋钠Na0.5+xBi0.5TiO3粉末的制备方法具体包括以下步骤:
步骤S11:按化学计量比称取硝酸钠、硝酸铋、钛酸四丁酯、柠檬酸,配制浓度为10-15%的稀硝酸;
步骤S12:将硝酸钠加入适量蒸馏水中溶解,将硝酸铋加入适量稀硝酸溶解,向钛酸四丁酯中加入适量乙醇获得钛酸四丁酯的乙醇溶液,将三种盐溶液混合得到澄清混合盐溶液;
步骤S13:将柠檬酸加入到盛有适量蒸馏水的烧杯中,加入磁子,在60-80℃温度下磁力搅拌0.5h;
步骤S14:向柠檬酸水溶液中加入氨水调节pH值为7-9,接着将混合盐溶液缓慢加入到柠檬酸水溶液中,在80℃温度下磁力搅拌10h左右得到粘稠溶胶;
步骤S15:将装有溶胶的烧杯转移到烘箱中,150℃处理24h得到黑色鼓泡状干凝胶;
步骤S16:将干凝胶压碎,于270℃处理10h得到棕色粉末;
步骤S17:将棕色粉末置于坩埚中,在700℃热处理2h得到淡黄色钛酸铋钠Na0.5+xBi0.5TiO3粉末。
2.根据权利要求1所述的一种钙钛矿固体电解质电流型NO2传感器,其特征在于:所述钛酸铋钠Na0.5+xBi0.5TiO3固体电解质基层的厚度为1mm-6mm,直径为6-20mm。
3.根据权利要求1所述的一种钙钛矿固体电解质电流型NO2传感器,其特征在于:所述多孔CuO正电极为含有松油醇、乙基纤维素和碳粉的CuO电极浆料制作而成。
4.根据权利要求1所述的一种钙钛矿固体电解质电流型NO2传感器,其特征在于:所述Pt负电极为含有松油醇和乙基纤维素的Pt电极浆料制作而成。
5.根据权利要求1所述的一种钙钛矿固体电解质电流型NO2传感器,其特征在于:所述多孔CuO正电极为敏感电极,所述Pt负电极为参比电极,所述敏感电极与所述参比电极的厚度均为60-140μm。
6.根据权利要求1所述的一种钙钛矿固体电解质电流型NO2传感器,其特征在于:所述Na0.5+xBi0.5TiO3材料中x的取值范围为0≤x≤0.15。
7.根据权利要求6所述的一种钙钛矿固体电解质电流型NO2传感器,其特征在于:所述x的取值范围为0≤x≤0.08。
8.根据权利要求1所述的一种钙钛矿固体电解质电流型NO2传感器,其特征在于:所述CuO敏感电极材料氧化铜粉末的制备方法包括以下步骤:
步骤S21:按化学计量比称取硝酸铜与柠檬酸;
步骤S22:将硝酸铜溶于适当乙醇中在40℃搅拌1h左右;
步骤S23:将柠檬酸加入硝酸铜的乙醇溶液中,在60℃搅拌5h左右得到粘稠溶胶;
步骤S24:将溶胶置于烘箱中,150℃热处理10h,得到蓝绿色起泡干凝胶;
步骤S25:将凝胶压碎,置于坩埚中,在500℃热处理3h得到黑色CuO粉末。