基于LaFeO3-V2O5复合材料的高稳定性SO2气体传感器*

曹占荣，朱晓萌，张覃轶，张顺平，张宇红

(1.武汉理工大学 材料科学与工程学院,湖北 武汉 430070；2.华中科技大学 材料科学与工程学院，湖北 武汉 430074；3.广东拓必拓科技股份有限公司，广东 阳江 529900)

0 引 言

本文针对LaFeO3在SO2测量过程中的稳定性进行研究。考虑到化工行业中，V2O5是SO2转化为SO3反应的主要催化剂，自身也可作为SO2的敏感材料[9]，作为催化剂还可以提高MOS型传感器对SO2的敏感特性[10,11]，本研究选择LaFeO3-V2O5复合材料体系，在不同温度下对SO2进行测试，研究其敏感特性，并探讨敏感机理。

1 实验过程

1.1 LaFeO3和V2O5粉末制备

采用溶胶—凝胶法制备LaFeO3粉末，制备工艺如下：称取0.972 g硝酸镧、1.212 g硝酸铁和1.894 g柠檬酸(摩尔比1∶1∶3)同时溶解于30 mL蒸馏水，加入4 g聚乙二醇2 000，置于80 ℃的水浴锅搅拌12 h至胶状。80 ℃烘干12 h，研磨回收。将回收产物置于马弗炉中，700 ℃煅烧2 h，制得LaFeO3粉末。

通过水热法制备V2O5粉末，制备工艺如下：称取0.3 g偏钒酸铵溶于34 mL蒸馏水中，80 ℃水浴搅拌20 min，溶液呈亮黄色。加入17 mL乙二醇，搅拌20 min后转移至100 mL反应釜，180 ℃保温24 h。反应完全后，除去上层清液，蒸馏水洗涤离心5次(9 000 r/min离心15 min)，80 ℃烘干1 h，研磨回收。将回收产物置于马弗炉中，500 ℃煅烧2 h，制得V2O5粉末。采用X射线衍射仪(XRD，德国D8 Advance)对制得的两种粉末进行物相结构分析。

1.2 传感器制备

按比例称取所制LaFeO3,V2O5粉末，加入印油(YY—1010武汉华创锐科，质量比1∶1)，采用机械混合法将各样品混合4 h，得到不同组分的浆料。通过丝网印刷的方法，将混合后浆料印至八阵列陶瓷电极基片，实验用传感器阵列如图1所示。印刷完成之后，经烘干、550 ℃×2 h烧结制得实验用传感器。传感器所用材料及比例如表1所示，本实验除了纯LaFeO3,V2O5传感器外，分别按质量比1︰9,5︰5,9︰1制得3种LaFeO3—V2O5复合材料传感器，用于研究两种材料的交互作用。……