万博 张骋 郑晓虹 罗凤羽

上海应用技术大学材料科学与工程学院，上海 201418

0 引言

NO2对人类健康和生态环境有着非常严重的危害[1]。NO2进入人体肺部与肺部中的水结合产生稀硝酸，从而破坏心、肺、肝、肾等器官，造成支气管炎、肺气肿等疾病，当NO2的浓度为100×10-6～150×10-6时，人会因肺水肿而在30～60 min内死亡。此外，工业生产和交通工具的尾气中含有NO2，若大量排放在空气中会造成酸雨、光化学烟雾、雾霾等坏境问题。因此，发展一种在室温下能精确检测工业废气和汽车尾气中低浓度的NO2传感器具有十分重要的意义。

目前，NO2传感器主要有光学型、热电型、电化学型等。光学型和热电型NO2传感器对仪器要求较高，成本较大，目前在检测NO2中应用较少。电化学型NO2传感器的检测原理是将NO2与敏感电极在电解质上发生的化学信号转换为电信号，其可分为半导体型NO2传感器、电流型NO2传感器、混合电动势型NO2传感器。电阻型NO2传感器是通过敏感材料表面电阻值的变化来测量NO2的浓度，其反应机理是在敏感材料上存在原子空位，在表面形成了表面活性位点，当敏感材料暴露在NO2气体中时，NO2分子会与表面活性位点发生反应，得到或失去电子，进而改变在敏感材料处发生电阻的变化；电流型NO2传感器的工作原理是原电池，在敏感电极和参比电极两端施加一个恒定电压，敏感材料吸附NO2分子发生反应产生自由移动的电子，从而产生电流变化；混合电动势型NO2传感器的原理是由于敏感材料暴露在NO2气氛中，阳极发生氧化反应的速率和阴极发生还原反应的速率不一样，导致一个局部电位的产生，和参比电极互相作用产生电位差。……