Zeolite nanoporous và thiết bị cảm biến nitrogen oxide - Luận án tiến sĩ
Luận án tiến sĩ về zeolite nanoporous và cảm biến điện hóa phát hiện nitrogen oxide. Phát triển cảm biến potentiometric, amperometric với độ nhạy cao và loại nhiễu hiệu quả.
The Ohio State University
Chemistry
Luan An
Luận án
Năm xuất bản
Số trang
245
Thời gian đọc
37 phút
Lượt xem
0
Lượt tải
0
Phí lưu trữ
50 Point
Mục lục chi tiết
Tóm tắt nội dung
I. Zeolite Nanoporous Trong Cảm Biến NOx
Zeolite nanoporous đóng vai trò quan trọng trong công nghệp cảm biến khí. Vật liệu nano xốp này có khả năng lọc và xúc tác đặc biệt. Luận án nghiên cứu ứng dụng zeolite Y chứa Pt (PtY) cho cảm biến nitrogen oxide. Thiết bị điện hóa trạng thái rắn sử dụng chất điện phân zirconia ổn định. Hai loại thiết bị được phát triển: điện thế và amperometric. Zeolite PtY hoạt động như bộ lọc hiệu quả, loại bỏ các khí gây nhiễu như CO, propane, NH3. Vật liệu này duy trì hoạt động ổn định trong môi trường khắc nghiệt với nhiệt độ cao. Cấu trúc tinh thể zeolite với kích thước lỗ xốp đồng đều tạo diện tích bề mặt riêng lớn. Tính chất hấp phụ vượt trội giúp phân tách và phát hiện khí nitrogen dioxide chính xác.
1.1. Cấu trúc và đặc tính zeolite nanoporous
Zeolite Y có cấu trúc tinh thể với lỗ xốp kích thước nano. Kích thước lỗ xốp đồng đều tạo diện tích bề mặt riêng cực lớn. Vật liệu nano xốp này chứa các kênh và lồng phân tử đặc trưng. Pt phân tán trong cấu trúc zeolite tăng hoạt tính xúc tác. Tính chất hấp phụ chọn lọc phụ thuộc vào kích thước và hình dạng lỗ.
1.2. Vai trò của PtY trong cảm biến NOx
PtY hoạt động như bộ lọc loại bỏ khí nhiễu hiệu quả. Vật liệu này loại bỏ 2000 ppm CO, 800 ppm propane, 10 ppm NH3. Zeolite tổng hợp chứa Pt giảm thiểu ảnh hưởng của O2, CO2, H2O. Sự khác biệt phản ứng giữa PtY và WO3 tạo điện thế điện cực. Cảm biến NOx đạt độ nhạy cao nhờ cấu trúc nanoporous đặc biệt.
1.3. Hiệu suất phát hiện tổng NOx
Thiết bị đo tổng nồng độ NOx (NO + NO2) chính xác. Phương pháp duy trì chênh lệch nhiệt độ giữa bộ lọc và cảm biến. Kết nối cảm biến nối tiếp cải thiện độ nhạy đáng kể. Giới hạn phát hiện NOx dưới 1 ppm trong môi trường khắc nghiệt. Độ chọn lọc cao với NOx so với CO và oxygen.
II. Thiết Bị Điện Hóa Potentiometric NOx
Thiết bị potentiometric sử dụng hai vật liệu điện cực khác biệt. Pt phủ zeolite Y và WO3 tạo cặp điện cực hiệu quả. Sự khác biệt hoạt tính phản ứng với NOx tạo điện thế đo được. Phản ứng phi điện hóa ở ranh giới ba pha quyết định tín hiệu. Cảm biến hoạt động ổn định ở nhiệt độ 500-600°C. Chất điện phân YSZ (yttria-stabilized zirconia) dẫn ion oxygen. Thiết kế cho phép đo NOx trong khí thải động cơ và công nghiệp hóa chất. Vật liệu WO3 tương tác với bề mặt YSZ tạo ưu điểm vượt trội. Sản phẩm phản ứng giảm hoạt tính xúc tác không mong muốn.
2.1. Nguyên lý hoạt động cảm biến điện thế
Điện thế phát sinh từ sự khác biệt phản ứng NOx tại hai điện cực. PtY và WO3 có hoạt tính xúc tác khác nhau với nitrogen oxide. Phản ứng phi điện hóa tại ranh giới ba pha tạo tín hiệu đo. Chất điện phân zirconia ổn định dẫn ion O2- ở nhiệt độ cao. Điện thế đo được tỷ lệ với nồng độ NOx trong khí.
2.2. Tương tác WO3 với chất điện phân YSZ
WO3 phản ứng với Y2O3 bề mặt YSZ tạo yttrium tungsten oxide. Sản phẩm phản ứng có hoạt tính xúc tác NOx thấp hơn. ZrO2 monoclinic hình thành giảm phản ứng phi điện hóa. Mật độ khuyết oxygen giảm tại ranh giới ba pha. Phản ứng khử oxygen điện hóa chậm lại, tăng tín hiệu NOx.
2.3. Loại bỏ khí nhiễu bằng bộ lọc PtY
Bộ lọc PtY loại bỏ hiệu quả CO, propane, ammonia. Khí đi qua zeolite nanoporous trước khi đến cảm biến. Ảnh hưởng của O2 (1-13%), CO2, H2O được giảm thiểu. Cấu trúc lỗ xốp chọn lọc phân tử dựa trên kích thước. Pt trong zeolite xúc tác chuyển hóa khí nhiễu.
III. Cảm Biến Amperometric Cho Phát Hiện NOx
Thiết bị amperometric áp dụng điện thế anodic thấp 80 mV. NO trong hỗn hợp cân bằng NOx bị oxy hóa tại điện cực Pt. Điện cực làm việc Pt đặt trên chất điện phân YSZ ở 500°C. PtY có thể tách rời hoặc phủ lên YSZ dạng màng mỏng. Thiết kế này phát hiện tổng NOx với độ nhạy cao. Giới hạn phát hiện dưới 1 ppm NOx trong điều kiện thực tế. Độ chọn lọc NOx cao so với CO và oxygen. Phụ thuộc tuyến tính vào nồng độ NOx trong khoảng rộng. Zeolite tổng hợp chứa Pt đóng vai trò lọc và xúc tác. Phương pháp amperometric ổn định hơn trong môi trường ẩm.
3.1. Cơ chế oxy hóa NO điện hóa
Điện thế anodic 80 mV oxy hóa NO tại điện cực Pt. Phản ứng xảy ra ở ranh giới ba pha Pt/YSZ/khí. Ion oxygen từ chất điện phân tham gia phản ứng oxy hóa. Dòng điện đo được tỷ lệ thuận với nồng độ NO. Nhiệt độ 500°C tối ưu cho động học phản ứng điện cực.
3.2. Cấu hình điện cực và bộ lọc PtY
PtY tách rời YSZ hoặc phủ trực tiếp lên chất điện phân. Màng zeolite nanoporous lọc khí trước điện cực làm việc. Cấu trúc lỗ xốp cho phép NOx đi qua, giữ lại khí nhiễu. Diện tích bề mặt riêng lớn tăng hiệu quả lọc. Pt phân tán trong zeolite xúc tác phản ứng phụ.
3.3. Ưu điểm phương pháp amperometric
Giới hạn phát hiện NOx cực thấp dưới 1 ppm. Độ chọn lọc cao loại trừ nhiễu từ CO, hydrocarbons. Phụ thuộc tuyến tính giúp định lượng chính xác. Ổn định trong môi trường ẩm và nhiệt độ cao. Thiết kế đơn giản, dễ chế tạo và vận hành.
IV. Phản Ứng Phi Điện Hóa Tại Ranh Giới Ba Pha
Ranh giới ba pha (TPB) là vùng gặp nhau của điện cực, chất điện phân và khí. Phản ứng phi điện hóa tại TPB ảnh hưởng lớn đến hiệu suất cảm biến. Nghiên cứu sử dụng TPD, DRIFTS, XRD, Raman để phân tích. WO3 tương tác với Y2O3 bề mặt YSZ tạo sản phẩm mới. Yttrium tungsten oxide và ZrO2 monoclinic hình thành. Các sản phẩm này có hoạt tính xúc tác NOx thấp hơn YSZ. Mật độ khuyết oxygen giảm làm chậm phản ứng khử O2. Điều này tăng tín hiệu NOx của cảm biến potentiometric. Hiểu biết về TPB giúp thiết kế cảm biến hiệu quả hơn.
4.1. Phương pháp nghiên cứu ranh giới ba pha
TPD (Temperature Programmed Desorption) phân tích khí hấp phụ. DRIFTS (Diffuse Reflectance Infrared Fourier Transform Spectroscopy) xác định nhóm chức bề mặt. XRD (X-ray Diffraction) nghiên cứu cấu trúc tinh thể. Raman spectroscopy phát hiện pha và liên kết hóa học. Đo hoạt tính xúc tác đánh giá khả năng phản ứng NOx.
4.2. Sản phẩm phản ứng WO3 YSZ
WO3 phản ứng với Y2O3 trên bề mặt YSZ. Yttrium tungsten oxide tạo thành có hoạt tính xúc tác thấp. ZrO2 monoclinic xuất hiện thay thế pha cubic/tetragonal. Sản phẩm này ức chế phản ứng xúc tác NOx không mong muốn. Cấu trúc mới ổn định ở nhiệt độ hoạt động cảm biến.
4.3. Ảnh hưởng đến hiệu suất cảm biến
Giảm hoạt tính xúc tác NOx tại TPB tăng tín hiệu. Mật độ khuyết oxygen thấp hơn làm chậm khử O2 điện hóa. Phản ứng phi điện hóa giảm cải thiện độ nhạy. Sự khác biệt phản ứng giữa hai điện cực tăng lên. Hiệu suất cảm biến NOx được tối ưu hóa.
V. Cải Tiến Cấu Trúc Nano Bề Mặt Điện Cực
Cấu trúc nano bề mặt điện cực quyết định hiệu suất cảm biến. Phương pháp hóa học ướt cải tiến cấu trúc bề mặt hiệu quả. Lớp phủ WO3 mỏng từ dung dịch peroxytungstate cho ranh giới ba pha rõ ràng. Điện cực này có độ nhạy cao và thời gian đáp ứng nhanh hơn. So với WO3 thương mại dạng bột, vật liệu tổng hợp tốt hơn. Lớp Pt xốp điện hóa tăng diện tích bề mặt đáng kể. Hoạt tính xúc tác tương đương PtY trong cảm biến NOx. Điện cực cải tiến chứng minh tầm quan trọng của cấu trúc nano. Cảm biến với điện cực tungsten/H2O2 và PtSY ổn định ở 600°C. Tín hiệu NO2 ổn định với 5-10% hơi nước.
5.1. Lớp phủ WO3 từ peroxytungstate
Dung dịch peroxytungstate tạo lớp WO3 mỏng đồng đều. Ranh giới ba pha được xác định rõ ràng và kiểm soát. Độ nhạy NOx cao hơn điện cực WO3 bột thương mại. Thời gian đáp ứng nhanh nhờ cấu trúc tối ưu. Phương pháp hóa học ướt dễ kiểm soát độ dày và hình thái.
5.2. Điện cực Pt xốp điện hóa
Điện phân tạo lớp Pt xốp với diện tích bề mặt lớn. Cấu trúc xốp tăng số lượng vị trí hoạt động. Hoạt tính xúc tác NOx tương đương zeolite PtY. Phương pháp điện hóa kiểm soát hình thái bề mặt chính xác. Điện cực Pt xốp cải thiện động học phản ứng.
5.3. Độ bền thủy nhiệt của PtSY
Zeolite Y siliceous chứa Pt (PtSY) bền hơn trong môi trường ẩm. Cảm biến ổn định với 5-10% hơi nước ở 600°C. Cấu trúc siliceous chống phá hủy thủy nhiệt tốt hơn. Tín hiệu NO2 ổn định trong điều kiện khắc nghiệt. PtSY thay thế PtY cho ứng dụng nhiệt độ cao và ẩm.
VI. Ứng Dụng Cảm Biến NOx Trong Công Nghiệp
Cảm biến nitrogen oxide ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực. Ngành ô tô sử dụng để giám sát khí thải động cơ. Công nghiệp hóa chất cần phát hiện NOx trong quy trình sản xuất. Thiết bị điện hóa trạng thái rắn hoạt động ổn định môi trường khắc nghiệt. Nhiệt độ cao, khí ăn mòn không ảnh hưởng hiệu suất. Cảm biến potentiometric và amperometric có ưu điểm riêng. Potentiometric đơn giản, không cần nguồn điện ngoài. Amperometric có độ nhạy cao và giới hạn phát hiện thấp. Zeolite nanoporous cải thiện độ chọn lọc và loại bỏ nhiễu. Công nghệ này góp phần giảm ô nhiễm không khí.
6.1. Giám sát khí thải ô tô
Cảm biến NOx lắp trên hệ thống xả động cơ diesel. Phát hiện nitrogen oxide để điều khiển xử lý khí thải. Thiết bị hoạt động ổn định ở 500-700°C. Độ bền cao trong môi trường rung động và ăn mòn. Giúp xe đạt tiêu chuẩn khí thải nghiêm ngặt.
6.2. Kiểm soát quy trình hóa chất
Công nghiệp hóa chất cần giám sát NOx liên tục. Cảm biến phát hiện rò rỉ và kiểm soát phản ứng. Độ chọn lọc cao loại trừ nhiễu từ khí công nghệ khác. Thiết bị trạng thái rắn bền trong môi trường khắc nghiệt. Dữ liệu thời gian thực tối ưu hóa quy trình.
6.3. Bảo vệ môi trường và sức khỏe
NOx gây ô nhiễm không khí và bệnh hô hấp. Cảm biến giúp giám sát chất lượng không khí. Phát hiện sớm mức NOx vượt ngưỡng an toàn. Dữ liệu hỗ trợ quyết định kiểm soát phát thải. Công nghệ góp phần bảo vệ môi trường sống.
Tải xuống file đầy đủ để xem toàn bộ nội dung
Tải đầy đủ (245 trang)Trích đoạn nội dung luận án
Tải xuống để đọc toàn bộNANOPOROUS ZEOLITE AND SOLID-STATE ELECTROCHEMICAL DEVICES FOR NITROGEN-OXIDE SENSING DISSERTATION Presented in Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree Doctor of Philosophy in the Graduate School of The Ohio State University By Jiun-Chan Yang ***** The Ohio State University 2007 Dissertation Committee: Approved by Professor Prabir K. Dutta, Advisor Professor Sheikh A. Akbar _________________________________ Professor Patrick M. Woodward Advisor Graduate Program in Chemistry Professor V.
Balasubramaniam UMI Number: 3241702 UMI Microform 3241702 Copyright 2007 by ProQuest Information and Learning Company. All rights reserved. This microform edition is protected against unauthorized copying under Title 17, United States Code. ProQuest Information and Learning Company 300 North Zeeb Road P.
Box 1346 Ann Arbor, MI 48106-1346 ABSTRACT Solid-state electrochemical gas sensing devices composed of stabilized-zirconia electrolyte have used extensively in the automobile and chemical industry. Two types of electrochemical devices, potentiometric and amperometric, were developed in this thesis for total NOx (NO + NO2) detection in harsh environments. In potentiometric devices, Pt covered with Pt containing zeolite Y (PtY) and WO3 were examined as the two electrode materials. Significant reactivity differences toward NOx between PtY and WO3 led to the difference in non-electrochemical reactions and resulted in a electrode potential.
With gases passing through a PtY filter, it was possible to remove interferences from 2000 ppm CO, 800 ppm propane, 10 ppm NH3, as well as to minimize effects of 1~13% O2, CO2, and H2O. Total NOx concentration was measured by maintaining a temperature difference between the filter and the sensor. The sensitivity was significantly improved by connecting sensors in series. Amperometic devices were also developed to detect NOx passing through the PtY filter.
By applying a low anodic potential of 80 mV, NO in the NOx equilibrated mixture can be oxidized at a Pt working electrode on the YSZ electrolyte at 500°C. The PtY can be held separate from the YSZ or coated onto the YSZ as a film. This design was demonstrated to exhibit total-NOx detection capability, a low NOx detection limit (< 1 ii ppm), high NOx selectivity relative to CO and oxygen, and linear dependence on NOx concentration. The non-electrochemical reactions around the triple-phase boundary were studied to understand the origin of the superior performance of WO3 on potentiometric NOx sensing.
From TPD, DRIFTS, XRD, Raman, and catalytic activity measurements, the interfacial reactions between WO3 and YSZ were found to dramatically reduce the NOx catalytic activity of YSZ. WO3 reacted with surface Y2O3 on YSZ and formed less catalytically active yttrium tungsten oxides and monoclinic ZrO2, which suppressed the non-electrochemical reactions around the triple-phase boundary. These two products also decreased the oxygen vacancy density around the triple-phase boundary, slowed down the electrochemical oxygen reduction reaction, and in turn increased the NOx signal. The surface nanostructure of electrodes was modified by wet chemical processes to change the non-electrochemical NOx reactions.
A thin WO3 coating prepared from the peroxytungstate solution with well-defined triple-phase boundaries resulted in higher sensitivity and better response times than the electrode fabricated from commercial WO3 powders. The electrodeposited porous Pt layer greatly increased the surface area and led to a similar catalytic activity with PtY on NOx sensing. The modified electrodes demonstrated the importance of the surface nanostructure and interfacial species for potentiometric NOx sensing. The sensors composed of tungsten/H2O2 deposited sensing electrodes and more hydrothermal stable Pt-loaded siliceous zeolite Y (PtSY) reference electrodes have stable NO2 signal at 5-10% water in 600°C.
iii Dedicated to my family iv ACKNOWLEDGMENTS I would like to express my greatest gratitude to my advisor, Professor Prabir Dutta, for his encouragement and support throughout the course of this research. I am deeply indebted to Professor Sheikh Akbar, Dr. Chonghoon Lee, Dr. Ramamoorthy Ramasamy, and Dr.
Yanghee Kim, for their invaluable assistance on research and willingness to share their insight and wisdom. The current and past members of Dutta group, including Dr. Nick Szabo, Dr. Marla De Lucia, Dr.
Joe Trimboli, Dr. Bob Kristovich, Dr. John Doolittle, Dr. Kefa Onchoke, Dr.
Dipankar Sukul, Dr. Radha Vippagunta, Dr. Joe Obirai, Dr. Cheruvallil Rajesh, Toni Ruda, John Spirig, Haoyu Zhang, Mariela Oyola, Bill Schumacher, Brian Peebles, Jeremy White and Dedun Adeyemo are greatly acknowledged for their cooperation and friendship.
I must also thank Professor Henk Verweij, Professor Umit Ozkan, Professor Nitin Padture, Professor Richard McCreery, Professor Patrick Woodward, as well as the members in their groups and CISM: Dr. Jing-Jong Shyue, Dr. Sehoon Yoo, Dr. Krenar Shqau, Dr.
Jingyu Shi, Dr. Di Yu, Dr. Rick Watson, Matt Yung, Lanlin Zhang, Matt Mottern, Mike Rauscher, Inhee Lee, Jin Wang, Hong Tian, Pengbei Zhang, and Haihe Liang, for their fruitful discussion and instrumental support. v Finally, I would like to thank my parents, my wife Ju-Ya, my son Eli, and my daughter Erica, for being my solid support through this process.
vi VITA June 5, 1973. Born – Taichung, Taiwan 1995. National Chiao-Tung University, Hsinchu, Taiwan 1997. National Taiwan University, Taipei, Taiwan 1997 – 1999.
Second Lieutenant, Military Police R.Process Engineer, Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Tainan, Taiwan 2002 – present. Graduate Teaching and Research Associate, The Ohio State University. vii PUBLICATIONS Research Publications 1. Jiun-Chan Yang, Hsin-Yen Hwang, Che-Chen Chang “Surface Microchemistry Associated with Particle Bombardment on Ni(111)” Mat.
Jiun-Chan Yang, Prabir Dutta, “High temperature amperometric total NOx sensors with platinum-load zeolite Y modified electrodes”, Sensors and Actuators B, 2007, in press FIELDS OF STUDY Major Field: Chemistry viii TABLE OF CONTENTS Page Abstract.vii List of Tables. xvi List of Figures .1 Nitrogen oxides chemistry.2 Oxidation state +2: NO.3 Oxidation state +4: NO2, N2O4.4 Oxidation state +3 and +5: N2O3, N2O5.2 The impact and sources of NOx .3 NOx emission control with NOx sensors.4 The existing techniques of NOx sensing .1 Optical adsorption and emission .5 High temperature electrochemical NOx sensors.2 Equilibrium-Potential Type.2 Mixed-potential type.6 Selectivity of electrochemical type sensors. Promoting selectivity and sensitivity for a high temperature YSZ-based potentiometric total NOx sensor by using a Pt-loaded zeolite Y filter.1 Preparation and characterization of sensor materials.2 Catalytic NOx conversion measurements.3 Temperature programmed desorption.5 Gas sensing measurements.1 CO2, CO interference.1 Choice of electrodes.2 Role of PtY Filter .1 Interference from oxidizing gases .3 Strategies to increase sensitivity. Amperometric total NOx sensors with integrated Pt-loaded Zeolite catalytic layers.1 Pt-loaded zeolite Y preparation and characterization.3 Sensor testing setup.1 Current-voltage curves.2 Sensing response of NOx.
The influence of the interfacial reactions at the electrode-solid electrolyte interface to NOx adsorption and potentiometric NOx sensing .1 Preparation and characterization of materials .2 Sensor fabrication and electrical measurements.3 Catalytic NOx conversion measurements.4 Temperature programmed desorption measurements.5 Diffuse reflectance infrared Fourier transform spectroscopy.1 NO2 and O2 sensing behavior .3 Catalytic NOx conversion measurements.4 Temperature programmed desorption .5 X-Ray diffraction and Raman scattering.1 WO3-YSZ samples .6 Diffuse reflectance infrared Fourier transform spectroscopy .1 NO2/O2 co-adsorption on YSZ and ZrO2.2 NO2/O2 co-adsorption on Y2O3 and WO3-Y2O3.3 NO2/O2 co-adsorption on WO3-YSZ.1 NOx adsorption and conversion on WO3, ZrO2, and YSZ .2 The interfacial reactions between WO3 and YSZ .3 The influence of interfacial reactions to NOx adsorption at the triple-phase boundary .4 The influence of interfacial reactions to NOx sensing. Nanostructured Pt / WO3 electrodes and siliceous zeolite Y for sensor optimization .1 Sensor fabrication and characterization .1 Basic sensor platform .2 WO3 thick film electrode .3 WO3–coated Pt electrode .4 Peroxy-complex deposited WO3 electrode.5 Electrodeposited mesoporous Pt reference electrode.6 Pt-loaded Zeolite Y (PtY) reference electrode .7 Pt-loaded siliceous Zeolite Y (PtSY) reference electrode.1 Crystal structures and surface nanostructure of WO3 electrodes .2 Surface nanostructure of electrodeposited Pt electrodes .3 Pt-loaded zeolite Y and siliceous zeolite Y characterization .4 NO2 sensing behavior .1 Pt sensing / PtY reference (Sensor D, E) .2 WO3 sensing / PtY reference (Sensor A, B, C) .3 Pt sensing / Pt reference (Sensor G) .4 WO3 sensing / PtSY reference (Sensor F) .1 WO3 electrodes on YSZ from proxy-tungstate solutions.2 PtY and PtSY.3 Surface modified Pt electrodes. 208 xv LIST OF TABLES Table Page 1.1 Typical concentrations of exhaust gas compositions .2 Examples of the two main types of potentiometric based sensors.1 The relative changes due to the presence of CO2, CO, propane, NH3, oxygen, and water on NO signal with and without a 400oC PtY filter.1 Samples prepared in Chapter 4.155 xvi LIST OF FIGURES Figure Page 1.1 The Lewis structures of various nitrogen oxides .2 The equilibrium constants vs. temperatures for reaction 1.4 and the ratio of NO or NO2 over total NOx (NO+NO2) in 3% O2 .3 Chemical pathway of NOx formation and destruction .4 The acid deposition process.5 NOx caps under the clear sky initiative.6 The conversion efficiency of three-way catalysts .7 Conventional automotive engine control system .8 Control system for new gasoline direction inject engines .9 Illustration of depleted grain boundaries and the effects of a reducing gas on the conduction process .10 Illustration of a potentiometric gas sensor with an air reference electrode.11 Diagram of a equilibrium type NOx sensor.12(a) Mixed-potential when two electrochemical reactions have comparable kinetics.
48 (b) Mixed-potential with faster oxygen kinetics. 48 (c) Mixed-potential with slower NOx kinetics.49 (d) Mixed-potential with NO/NO2 in equilibrium.13 Mixed-potential signal of NO and NO2 at different temperatures .14 Mixed-potential type NOx sensor from Ceramatec Inc.15 Schematic cross-section of a typical amperometric oxygen sensor with a channel-type diffusion barrier .16 Principle of an amperometric two-stage cell for the simultaneous detection of oxygen and NO.17 A commercial NOx sensor from Siemens VDO / NGK.18 Design of commercial NOx sensors from NGK .19 Standard electrode potentials of various reactions at 900K with reference to reaction 1.1 Sensor testing setup (PtY = Pt-Zeolite Y) .2 Potentiometric sensors composed of YSZ, WO3 sensing electrodes, and PtY/Pt reference electrodes.3 TEM micrographs and TPD profile of NO peak (m/z =30) from a sample of PtY following adsorption of 2500 ppm NO and 5% O2 at room temperature.4 Measure of NOx equilibration as a function of temperature with 600 ppm NO2 in 3% O2.5 SEM micrographs and TPD profile of NO peak (m/z =30) from a sample of WO3 following adsorption of 2500 ppm NO and 5% O2 at room temperature. log ([NOx]) plots for a sensor at 600°C .7 Measured EMF of a signal as a function of PtY filter temperature for 10 ppm NO in 3% O2 with sensor at 600°C .8 Response curves and EMF–log ([NO]) plots for a 3-sensor array and a single sensor .9 Schematic representation of gas composition during testing of interferences from CO, CO2, propane, and NH3 .10 Response transient of 1-13 ppm NO in the presence of 3% O2 and different levels of CO2 or CO .11 Response transients from 1-13 ppm NO in the presence of 3% O2 and NH3 .12 Response curves of 1-13 ppm NO in the presence of 3% O2 and propane.13(a) Response curves of 10 ppm NO in different oxygen levels. 92 (b) EMF–oxygen level plots for NOx with or without a PtY filter at 400°C.
water level in 10% O2 with a PtY filter at 400°C .15 Stability of 1-13 ppm NO sensing signal over a 7-day test period in 3% O2 with a PtY filter at 400°C .1 Schematic representation of sensors composed of YSZ, PtY, and Pt electrodes.2 Sensor test setup.3 Homemade portable potentiostat powered by a 9V battery or an AC/DC adapter.4 The connection of sensors and electrical measuring instruments.5 I-V curves acquired in 600 ppm NO or NO2 with 3% O2 .6 I-V curves acquired on Pt and LSCFO electrodes in 3% O2.7 Calibration curves for 100-800 ppm NOx and 250-1000 ppm CO in 3% O2 .8 Comparison of responses for 1-110 ppm total NOx between a type B sensor and a chemiluminescent NOx analyzer .9 Calibration curves for a type B sensor with 1-120 ppm NOx in 3% O2 .10 Comparison of responses for 1-3 ppm total NOx between a type D sensor and a chemiluminescent NOx analyzer .11 Oxygen interference test on a type B sensor.12 Oxygen interference test on a type C sensor .13 Electrode interfacial impedance in difference oxygen partial pressure .
Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ
Từ khóa và chủ đề nghiên cứu
Câu hỏi thường gặp
Luận án "Zeolite nanoporous và cảm biến nitrogen oxide - Luận án tiến sĩ" nghiên cứu về vấn đề gì?
Luận án tiến sĩ về zeolite nanoporous và cảm biến điện hóa phát hiện nitrogen oxide. Phát triển cảm biến potentiometric, amperometric với độ nhạy cao và loại nhiễu hiệu quả.
Luận án "Zeolite nanoporous và cảm biến nitrogen oxide - Luận án tiến sĩ" được bảo vệ tại trường nào?
Luận án này được bảo vệ tại The Ohio State University. Năm bảo vệ: 2007.
Luận án "Zeolite nanoporous và cảm biến nitrogen oxide - Luận án tiến sĩ" thuộc chuyên ngành gì?
Luận án "Zeolite nanoporous và cảm biến nitrogen oxide - Luận án tiến sĩ" thuộc chuyên ngành Chemistry. Danh mục: Công Nghệ Vật Liệu.
Luận án "Zeolite nanoporous và cảm biến nitrogen oxide - Luận án tiến sĩ" có bao nhiêu trang?
Luận án "Zeolite nanoporous và cảm biến nitrogen oxide - Luận án tiến sĩ" có 245 trang. Bạn có thể xem trước một phần tài liệu ngay trên trang web trước khi tải về.
Cách tải luận án "Zeolite nanoporous và cảm biến nitrogen oxide - Luận án tiến sĩ" về máy như thế nào?
Để tải luận án về máy, bạn nhấn nút "Tải xuống ngay" trên trang này, sau đó hoàn tất thanh toán phí lưu trữ. File sẽ được tải xuống ngay sau khi thanh toán thành công. Hỗ trợ qua Zalo: 0559 297 239.