基于Na₃Zr₂Si₂PO₁₂固体电解质的非平衡态SO₂传感器

李强¹，史王艳¹，张骋²，蒋丹宇³

1. 华东师范大学化学与分子工程学院2. 上海应用技术大学材料科学与工程学院3. 中国科学院上海硅酸盐研究所

摘 要：基于Na₃Zr₂Si₂PO₁₂（NASICON）固体电解质,分别以Na₂SO₄-BaSO₄混合盐和NaRe（SO₄）₂复盐为敏感电极材料制备了片式SO₂非平衡态气体传感器。结果表明,该类型传感器的输出电动势与SO₂气体浓度的对数呈良好的线性关系,在低温260℃具有最佳性能,灵敏度分别达到了160 m V/decade和136 m V/decade。传感器在不同浓度的SO₂气体中的交流阻抗谱测试结果显示,气体在敏感电极的三相界面处电化学反应的活性随着气体浓度的增大而增强,结合敏感电极结构,对该类敏感电极的机理进行了分析。由于NASICON具有良好的低温钠离子导电性,可以大幅降低传感器的工作温度;由于Na₂SO₄-BaSO₄混合盐和Na Re（SO₄）₂敏感材料具有更好的化学稳定性,制备的传感器具有良好的可重复性和稳定性。基于非平衡态设计的传感器,具有结构简单和成本低的优点。以上特性为该传感器在SO₂气体在环境监测方面的应用提供了可能。

关键词：非平衡态;SO2传感器;NASICON;复阻抗谱;稀土硫酸复盐;