本發(fā)明屬于電解質(zhì)傳感器領(lǐng)域，涉及一種低功耗高靈敏度的固體電解質(zhì)傳感器，具體涉及一種低功耗高靈敏度的固體電解質(zhì)傳感器的制備方法。

背景技術(shù)：

全固態(tài)氣體傳感器具有結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格低廉、體小質(zhì)輕、能夠進(jìn)行原位測量和易構(gòu)建傳感網(wǎng)絡(luò)等優(yōu)點(diǎn)，因此備受學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的關(guān)注。在全固態(tài)氣體傳感器中，金屬氧化物半導(dǎo)體型和固體電解質(zhì)型具有廣闊的應(yīng)用前景。金屬氧化物半導(dǎo)體型具有靈敏度高、響應(yīng)速度快、長期穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)，但是選擇性、一致性和線性需要改善。固體電解質(zhì)型傳感器除了具有金屬氧化物半導(dǎo)體型傳感器的優(yōu)點(diǎn)外，還具有良好的選擇性、一致性、線性、熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，所以該類傳感器是目前備受關(guān)注的研究熱點(diǎn)，也是目前已經(jīng)實(shí)用化的一種傳感器。其中釔穩(wěn)定氧化鋯類氧傳感器被廣泛應(yīng)用于汽車尾氣檢測中。

早期對于材料的制備受到廣大研究者關(guān)注，大量的金屬氧化物材料被研究如：LaCoO₃, ZnFe₂O₄, NiCr₂O₄, ZnCr₂O₄, WO₃, NiO, SnO₂, La_0.8Sr_0.2FeO₃等；除了選擇合適的敏感電極材料外，提高傳感器靈敏度可以通過提高YSZ（釔穩(wěn)定氧化鋯）基材的導(dǎo)電率，三相界面處電極與電解質(zhì)的粘結(jié)度，電極層的多孔性等幾個(gè)方面。如吉林大學(xué)的盧革宇小組即通過氫氟酸腐蝕的方法增加YSZ基板的粗糙度來提高三相界面的面積，從而有效地提高傳感器的靈敏度。傳統(tǒng)的固體電解質(zhì)類型的傳感器一般都是單一平板型或圓柱狀。這類傳感器需要在高溫下(700-800^oC)工作,在500^oC以下的工作溫度靈敏度偏低，高溫不僅需要高的功耗，同時(shí)又降低了傳感器的易用性。因此，提高響應(yīng)的靈敏度和降低傳感器的功耗更有助于這類傳感器的應(yīng)用。

隨著微納米科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展，越來越多的基于微納米材料的傳感器被開發(fā)出來，工作溫度處于500^oC及以下的中低溫區(qū)。這類材料超高的比表面積，有利于提高三相界面反應(yīng)位點(diǎn)，如CeO₂，LSM微納米纖維已經(jīng)被制備出來，表現(xiàn)出較好的低溫導(dǎo)電性能。但是目前常用的傳感器件主要是平板型和管式，需要較高的工作溫度，同時(shí)也不利于進(jìn)行集成化設(shè)計(jì)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為解決常用的傳感器件主要是平板型和管式，需要較高的工作溫度，不利于進(jìn)行集成化設(shè)計(jì)的技術(shù)難題，公開了一種低功耗高靈敏度的固體電解質(zhì)傳感器的制備方法。

為解決上述技術(shù)難題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

本方法創(chuàng)新地改進(jìn)了YSZ基固體電解質(zhì)型傳感器的結(jié)構(gòu)，采用相轉(zhuǎn)換法制備YSZ中空微納米厚度的纖維管替代傳統(tǒng)的平板或管式Y(jié)SZ基材，用多根中空YSZ微納米管并列排布的形式將單一的敏感單元集成，增大敏感電極的面積。

一種低功耗高靈敏度的固體電解質(zhì)傳感器，所述電解質(zhì)傳感器包括基板和涂覆有敏感電極和參考電極的固體電解質(zhì)中空纖維，其中基板的一面設(shè)有鉑帶、加熱絲或加熱設(shè)備，基板的另一面涂有第一鉑漿帶和第二鉑漿帶，固體電解質(zhì)中空纖維上設(shè)有敏感電極端和參考電極端，固體電解質(zhì)中空纖維的敏感電極端與第一鉑漿帶相接，固體電解質(zhì)中空纖維的參考電極端與第二鉑漿帶相接；所述固體電解質(zhì)中空纖維的壁厚為200nm-1mm。

低功耗高靈敏度的固體電解質(zhì)傳感器的制備方法，步驟如下：

（1）通過在基板上涂覆一條蛇形的鉑漿帶，于1300℃燒結(jié)，形成一條蛇形鉑電極，在電極兩端分別黏上一根鉑絲；

（2）在步驟（1）中得到的基板的另一面，涂覆第一鉑漿帶和第二鉑漿帶，完成鉑漿帶基板的制備；

（3）將固體電解質(zhì)中空纖維膜風(fēng)干，1300℃燒結(jié)，完成固體電解質(zhì)中空纖維的制備；

（4）將敏感電極材料涂覆在步驟（3）制備的固體電解質(zhì)中空纖維的敏感電極端，在敏感電極外涂覆上一圈鉑漿帶，在固體電解質(zhì)中空纖維的參考電極端也涂覆一圈鉑漿帶，完成涂覆有敏感電極和參考電極的固體電解質(zhì)中空纖維的制備；

（5）將步驟（4）中制備的涂覆有敏感電極和參考電極的固體電解質(zhì)中空纖維，與鉑漿帶基板上涂覆有第一鉑漿帶和第二鉑漿帶的一面相固定，使敏感電極上的鉑漿帶與第一鉑漿帶相連接，參考電極上的鉑漿帶與第二鉑漿帶相連接，經(jīng)過1300℃燒結(jié)、固定，完成固體電解質(zhì)傳感器的制備。

所述基板的材質(zhì)為Al₂O₃、SiO₂、非導(dǎo)電的絕緣材料或涂覆有絕緣層的導(dǎo)電材料；所述基板為單層或多層結(jié)構(gòu)。

所述步驟（2）中，第一鉑漿帶為連續(xù)或間斷的。

所述步驟（3）中，固體電解質(zhì)中空纖維膜的制備如下：

a. 取一定量的N-甲基吡咯烷酮、聚乙烯吡咯烷酮和聚醚砜，混合攪拌均勻至完全溶解形成聚合物溶液，之后向其中加入YSZ電解質(zhì)粉體，攪拌均勻得到鑄膜液，其中YSZ電解質(zhì)粉體：N-甲基吡咯烷酮：聚乙烯吡咯烷酮：聚醚砜的質(zhì)量比為：4.5:3.5:0.3:0.7；YSZ中釔的摻雜量為1-12 wt%；

b. 向中空纖維紡絲設(shè)備的噴絲頭的內(nèi)環(huán)中注入去離子水作為內(nèi)軸，，然后將鑄膜液注入紡絲裝置的儲料罐中，連接噴絲頭的外環(huán)，真空除氣泡后，進(jìn)行紡絲，向接收紡絲的水箱中注入N-甲基吡咯烷酮，這樣從噴絲頭噴出的絲落入有N-甲基吡咯烷酮的水箱中，內(nèi)軸的水脫去，外軸的鑄膜液中溶劑脫去固化，形成中空纖維膜。

所述步驟（4）中，敏感電極材料為金屬氧化物、復(fù)合金屬氧化物、Pt中的一種或多種，參考電極材料為貴金屬單質(zhì)或金屬氧化物中的一種或多種；固體電解質(zhì)中空纖維上涂覆敏感電極和參考電極后，再涂覆一層催化層；所述催化層為Pd，Ru，通過溶液浸漬法涂覆在敏感電極和參考電極上，以提高傳感器的選擇性。

本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明的薄壁中空纖維管相對于傳統(tǒng)的平板式和管式，可以提高YSZ的低溫離子導(dǎo)電率，故可降低傳感器工作溫度，提高了傳感器的靈敏度，并且這種結(jié)構(gòu)的傳感器可以集成兩種或以上敏感電極，實(shí)現(xiàn)一個(gè)器件同時(shí)檢測幾種氣體的功能，更加方便地測量混合氣體中的多種成份。

附圖說明

圖1為固體電解質(zhì)型傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖，其中①、②為外接電流的接線，③為參考電極，④為敏感電極。

圖2為集成兩種敏感電極的傳感器示意圖，其中①、②為外接電流的接線，③為參考電極，④、⑤為敏感電極。

圖3為固體電解質(zhì)型傳感器的制備工藝。

具體實(shí)施方式

一種低功耗高靈敏度的固體電解質(zhì)傳感器，所述電解質(zhì)傳感器包括基板和涂覆有敏感電極和參考電極的固體電解質(zhì)中空纖維，其中基板的一面設(shè)有鉑帶、加熱絲或加熱設(shè)備，基板的另一面涂有第一鉑漿帶和第二鉑漿帶，固體電解質(zhì)中空纖維上設(shè)有敏感電極端和參考電極端，固體電解質(zhì)中空纖維的敏感電極端與第一鉑漿帶相接，固體電解質(zhì)中空纖維的參考電極端與第二鉑漿帶相接；所述固體電解質(zhì)中空纖維的壁厚為200nm-1mm。

低功耗高靈敏度的固體電解質(zhì)傳感器的制備方法，步驟如下：

（1）通過在基板上涂覆一條蛇形的鉑漿帶，于1300℃燒結(jié)，形成一條蛇形鉑電極，在電極兩端分別黏上一根鉑絲；

（2）在步驟（1）中得到的基板的另一面，涂覆第一鉑漿帶和第二鉑漿帶，完成鉑漿帶基板的制備；

（3）將固體電解質(zhì)中空纖維膜風(fēng)干，1300℃燒結(jié)，完成固體電解質(zhì)中空纖維的制備；

（4）將敏感電極材料涂覆在步驟（3）制備的固體電解質(zhì)中空纖維的敏感電極端，在敏感電極外涂覆上一圈鉑漿帶，在固體電解質(zhì)中空纖維的參考電極端也涂覆一圈鉑漿帶，完成涂覆有敏感電極和參考電極的固體電解質(zhì)中空纖維的制備；

（5）將步驟（4）中制備的涂覆有敏感電極和參考電極的固體電解質(zhì)中空纖維，與鉑漿帶基板上涂覆有第一鉑漿帶和第二鉑漿帶的一面相固定，使敏感電極上的鉑漿帶與第一鉑漿帶相連接，參考電極上的鉑漿帶與第二鉑漿帶相連接，經(jīng)過1300℃燒結(jié)、固定，完成固體電解質(zhì)傳感器的制備，如圖3所示。

所述基板的材質(zhì)為Al₂O₃、SiO₂、非導(dǎo)電的絕緣材料或涂覆有絕緣層的導(dǎo)電材料；所述基板為單層或多層結(jié)構(gòu)。

所述步驟（2）中，第一鉑漿帶為連續(xù)或間斷的。

所述步驟（3）中，固體電解質(zhì)中空纖維膜的制備如下：

a. 取一定量的N-甲基吡咯烷酮、聚乙烯吡咯烷酮和聚醚砜，混合攪拌均勻至完全溶解形成聚合物溶液，之后向其中加入YSZ電解質(zhì)粉體，攪拌均勻得到鑄膜液，其中YSZ電解質(zhì)粉體：N-甲基吡咯烷酮：聚乙烯吡咯烷酮：聚醚砜的質(zhì)量比為：4.5:3.5:0.3:0.7；YSZ中釔的摻雜量為1-12 wt%；

b. 向中空纖維紡絲設(shè)備的噴絲頭的內(nèi)環(huán)中注入去離子水作為內(nèi)軸，，然后將鑄膜液注入紡絲裝置的儲料罐中，連接噴絲頭的外環(huán)，真空除氣泡后，進(jìn)行紡絲，向接收紡絲的水箱中注入N-甲基吡咯烷酮，這樣從噴絲頭噴出的絲落入有N-甲基吡咯烷酮的水箱中，內(nèi)軸的水脫去，外軸的鑄膜液中溶劑脫去固化，形成中空纖維膜。

所述步驟（4）中，敏感電極材料為金屬氧化物、復(fù)合金屬氧化物、Pt中的一種或多種，參考電極材料為貴金屬單質(zhì)或金屬氧化物中的一種或多種；固體電解質(zhì)中空纖維上涂覆敏感電極和參考電極后，再涂覆一層催化層；所述催化層為Pd，Ru，通過溶液浸漬法涂覆在敏感電極和參考電極上，以提高傳感器的選擇性。

實(shí)施例1

（1）通過絲網(wǎng)印刷法在Al₂O₃單層基板上涂覆一條蛇形的鉑漿帶，于1300℃燒結(jié)，形成一條蛇形鉑電極，在電極兩端分別黏上一根鉑絲用于外接電流源；

（2）在步驟（1）中基板的另一面，涂覆第一鉑漿帶和第二鉑漿帶，完成鉑漿帶基板的制備；

（3）固體電解質(zhì)中空纖維的制備，以8%的YSZ（釔穩(wěn)定氧化鋯）納米顆粒為固體電解質(zhì)粉料，NMP（N-甲基吡咯烷酮）為溶劑，聚乙烯吡咯烷酮（PVP）為粘結(jié)劑，聚醚砜（PESf）為相轉(zhuǎn)化劑混合攪拌均勻至完全溶解形成聚合物溶液，之后在其中加入制備好的YSZ電解質(zhì)粉體，攪拌均勻得到鑄膜液，向中空纖維紡絲設(shè)備的噴絲頭的內(nèi)環(huán)中注入去離子水（內(nèi)凝結(jié)液），向距噴絲頭一定高度的水箱中注入NMP（外凝結(jié)液），將鑄膜液注入紡絲裝置的儲料罐中，真空除氣泡后，以氮?dú)鉃轵?qū)動力進(jìn)行紡絲，可以通過調(diào)節(jié)內(nèi)凝結(jié)液，鑄膜液的流量調(diào)節(jié)微管狀中空纖維電解質(zhì)的厚度。本實(shí)施例中鑄膜液中YSZ，NMP，PVP，PESf的質(zhì)量分別為45g, 35g, 3g, 7g，電解質(zhì)鑄膜液的流速為0.1ml/min，紡絲成的纖維經(jīng)過1300℃的燒結(jié)，制備得到的中空纖維管厚度為200nm；

（4）將敏感電極材料MnCr₂O₄通過浸漬法，涂覆在步驟（2）制備的固體電解質(zhì)中空纖維的敏感電極端，在敏感電極外涂覆上一圈鉑漿帶，在固體電解質(zhì)中空纖維的參考電極端也涂覆一圈鉑漿帶，完成涂覆有敏感電極和參考電極的固體電解質(zhì)中空纖維的制備；

（5）將步驟（4）中制備的4根涂覆有敏感電極和參考電極的固體電解質(zhì)中空纖維，與鉑漿帶基板上涂覆有第一鉑漿帶和第二鉑漿帶的一面相固定，使敏感電極上的鉑漿帶與第一鉑漿帶相連接，參考電極上的鉑漿帶與第二鉑漿帶相連接，經(jīng)過1300℃燒結(jié)、固定，完成固體電解質(zhì)傳感器的制備，如圖1所示。

檢測：在氣敏檢測系統(tǒng)中通入4.8% CO₂，5% H₂O，100 ppm NO₂，13.5% O₂，10ppm NH₃，平衡氣體為N₂，在500℃的工作溫度下，測試制備的傳感器對混合氣體的響應(yīng)值（EMF）。

實(shí)施例2

（1）通過絲網(wǎng)印刷法在Al₂O₃雙層基板上涂覆一條蛇形的鉑漿帶，于1300℃燒結(jié)，形成一條蛇形鉑電極，在電極兩端分別黏上一根鉑絲用于外接電流源；

（2）在步驟（1）中基板的另一面，涂覆第一鉑漿帶和第二鉑漿帶，完成鉑漿帶基板的制備；

（3）固體電解質(zhì)中空纖維的制備，以8%的YSZ納米顆粒為固體電解質(zhì)粉料，NMP（N-甲基吡咯烷酮）為溶劑，聚乙烯吡咯烷酮（PVP）為粘結(jié)劑，聚醚砜（PESf）為相轉(zhuǎn)化劑混合攪拌均勻至完全溶解形成聚合物溶液，之后在其中加入制備好的YSZ電解質(zhì)粉體，攪拌均勻得到鑄膜液，向中空纖維紡絲設(shè)備的噴絲頭的內(nèi)環(huán)中注入去離子水（內(nèi)凝結(jié)液），向距噴絲頭一定高度的水箱中注入NMP（外凝結(jié)液），將鑄膜液注入紡絲裝置的儲料罐中，真空除氣泡后，以氮?dú)鉃轵?qū)動力進(jìn)行紡絲，可以通過調(diào)節(jié)內(nèi)凝結(jié)液，鑄膜液的流量調(diào)節(jié)微管狀中空纖維電解質(zhì)的厚度。本實(shí)施例中鑄膜液中YSZ，NMP，PVP，PESf的質(zhì)量分別為45g, 35g, 3g, 7g，電解質(zhì)鑄膜液的流速為0.3mL/min，紡絲成的纖維經(jīng)過1300℃的燒結(jié)，制備得到的中空纖維管厚度為500nm；

（4）將敏感電極材料MnCr₂O₄通過浸漬法，涂覆在步驟（2）制備的固體電解質(zhì)中空纖維的敏感電極端，在敏感電極外涂覆上一圈鉑漿帶，在固體電解質(zhì)中空纖維的參考電極端也涂覆一圈鉑漿帶，完成涂覆有敏感電極和參考電極的固體電解質(zhì)中空纖維的制備；

（5）將步驟（4）中制備的10根涂覆有敏感電極和參考電極的固體電解質(zhì)中空纖維，與鉑漿帶基板上涂覆有第一鉑漿帶和第二鉑漿帶的一面相固定，使敏感電極上的鉑漿帶與第一鉑漿帶相連接，參考電極上的鉑漿帶與第二鉑漿帶相連接，經(jīng)過1300℃燒結(jié)、固定，完成固體電解質(zhì)傳感器的制備，如圖1所示。

檢測：在氣敏檢測系統(tǒng)中通入4.8% CO₂，5% H₂O，100 ppm NO₂，13.5% O₂，10ppm NH₃，平衡氣體為N₂，在500℃的工作溫度下，測試制備的傳感器對混合氣體的響應(yīng)值（EMF）。

實(shí)施例3

（1）通過絲網(wǎng)印刷法在SiO₂單層基板上涂覆一條蛇形的鉑漿帶，于1300℃燒結(jié)，形成一條蛇形鉑電極，在電極兩端分別黏上一根鉑絲用于外接電流源；

（2）在步驟（1）中基板的另一面，涂覆第一鉑漿帶和第二鉑漿帶，完成鉑漿帶基板的制備；

（3）固體電解質(zhì)中空纖維的制備，以8%的YSZ納米顆粒為固體電解質(zhì)粉料，NMP（N-甲基吡咯烷酮）為溶劑，聚乙烯吡咯烷酮（PVP）為粘結(jié)劑，聚醚砜（PESf）為相轉(zhuǎn)化劑混合攪拌均勻至完全溶解形成聚合物溶液，之后在其中加入制備好的YSZ電解質(zhì)粉體，攪拌均勻得到鑄膜液，向中空纖維紡絲設(shè)備的噴絲頭的內(nèi)環(huán)中注入去離子水（內(nèi)凝結(jié)液），向距噴絲頭一定高度的水箱中注入NMP（外凝結(jié)液），將鑄膜液注入紡絲裝置的儲料罐中，真空除氣泡后，以氮?dú)鉃轵?qū)動力進(jìn)行紡絲，可以通過調(diào)節(jié)內(nèi)凝結(jié)液，鑄膜液的流量調(diào)節(jié)微管狀中空纖維電解質(zhì)的厚度。本實(shí)施例中鑄膜液中YSZ，NMP，PVP，PESf的質(zhì)量分別為45g, 35g, 3g, 7g，電解質(zhì)鑄膜液的流速為5 mL/min，紡絲成的纖維經(jīng)過1300℃的燒結(jié)，制備得到的中空纖維外徑管厚度為1mm；

（4）將敏感電極材料MnCr₂O₄通過浸漬法，分別涂覆在步驟（2）制備的固體電解質(zhì)中空纖維的敏感電極端，在敏感電極外涂覆上一圈鉑漿帶，在固體電解質(zhì)中空纖維的參考電極端也涂覆一圈鉑漿帶，完成涂覆有敏感電極和參考電極的固體電解質(zhì)中空纖維的制備；

（5）將步驟（4）中制備的涂覆有MnCr₂O₄敏感電極材料和參考電極Pt的固體電解質(zhì)中空纖維，與鉑漿帶基板上涂覆有第一鉑漿帶和第二鉑漿帶的一面相固定，使敏感電極上的鉑漿帶與第一鉑漿帶相連接，參考電極上的鉑漿帶與第二鉑漿帶相連接，經(jīng)過1300℃燒結(jié)、固定，完成固體電解質(zhì)傳感器的制備，如圖1所示。

檢測：在氣敏檢測系統(tǒng)中通入4.8% CO₂，5% H₂O，100 ppm NO₂，13.5% O₂，10ppm NH₃,平衡氣體為N₂，在500℃的工作溫度下，測試制備的傳感器對混合氣體的響應(yīng)值（EMF）。

實(shí)施例4

（1）通過絲網(wǎng)印刷法在SiO₂雙層基板上涂覆一條蛇形的鉑漿帶，于1300℃燒結(jié)，形成一條蛇形鉑電極，在電極兩端分別黏上一根鉑絲用于外接電流源；

（2）在步驟（1）中基板的另一面，涂覆第一鉑漿帶和第二鉑漿帶，完成鉑漿帶基板的制備；

（3）固體電解質(zhì)中空纖維的制備，以8%的YSZ納米顆粒為固體電解質(zhì)粉料，NMP（N-甲基吡咯烷酮）為溶劑，聚乙烯吡咯烷酮（PVP）為粘結(jié)劑，聚醚砜（PESf）為相轉(zhuǎn)化劑混合攪拌均勻至完全溶解形成聚合物溶液，之后在其中加入制備好的YSZ電解質(zhì)粉體，攪拌均勻得到鑄膜液，向中空纖維紡絲設(shè)備的噴絲頭的內(nèi)環(huán)中注入去離子水（內(nèi)凝結(jié)液），向距噴絲頭一定高度的水箱中注入NMP（外凝結(jié)液），將鑄膜液注入紡絲裝置的儲料罐中，真空除氣泡后，以氮?dú)鉃轵?qū)動力進(jìn)行紡絲，可以通過調(diào)節(jié)內(nèi)凝結(jié)液，鑄膜液的流量調(diào)節(jié)微管狀中空纖維電解質(zhì)的厚度。本實(shí)施例中鑄膜液中YSZ，NMP，PVP，PESf的質(zhì)量分別為45g, 35g, 3g, 7g，電解質(zhì)鑄膜液的流速為3 mL/min，紡絲成的纖維經(jīng)過1300℃的燒結(jié)，制備得到的中空纖維管厚度為500um；

（4）將敏感電極材料MnCr₂O₄通過浸漬法，涂覆在步驟（2）制備的固體電解質(zhì)中空纖維的敏感電極端，在敏感電極外涂覆上一圈鉑漿帶，在固體電解質(zhì)中空纖維的參考電極端也涂覆一圈鉑漿帶，完成涂覆有敏感電極和參考電極的固體電解質(zhì)中空纖維的制備；

（5）將步驟（4）中制備的1涂覆有MnCr₂O₄敏感電極材料和參考電極Pt的固體電解質(zhì)中空纖維，與鉑漿帶基板上涂覆有第一鉑漿帶和第二鉑漿帶的一面相固定，使敏感電極上的鉑漿帶與第一鉑漿帶相連接，參考電極上的鉑漿帶與第二鉑漿帶相連接，經(jīng)過1300℃燒結(jié)、固定，完成固體電解質(zhì)傳感器的制備。

檢測：在氣敏檢測系統(tǒng)中通入4.8% CO₂，5% H₂O，100 ppm NO₂，13.5% O₂，10ppm NH₃平衡氣體為N₂，在500℃的工作溫度下，測試制備的傳感器對混合氣體的響應(yīng)值（EMF）。

實(shí)施例5

（1）通過絲網(wǎng)印刷法在SiO₂單層基板上涂覆一條蛇形的鉑漿帶，于1300℃燒結(jié)，形成一條蛇形鉑電極，在電極兩端分別黏上一根鉑絲用于外接電流源；

（2）在步驟（1）中基板的另一面，涂覆第一鉑漿帶和第二鉑漿帶，完成鉑漿帶基板的制備；

（3）固體電解質(zhì)中空纖維的制備，以8%的YSZ納米顆粒為固體電解質(zhì)粉料，NMP（N-甲基吡咯烷酮）為溶劑，聚乙烯吡咯烷酮（PVP）為粘結(jié)劑，聚醚砜（PESf）為相轉(zhuǎn)化劑混合攪拌均勻至完全溶解形成聚合物溶液，之后在其中加入制備好的YSZ電解質(zhì)粉體，攪拌均勻得到鑄膜液，向中空纖維紡絲設(shè)備的噴絲頭的內(nèi)環(huán)中注入去離子水（內(nèi)凝結(jié)液），向距噴絲頭一定高度的水箱中注入NMP（外凝結(jié)液），將鑄膜液注入紡絲裝置的儲料罐中，真空除氣泡后，以氮?dú)鉃轵?qū)動力進(jìn)行紡絲，可以通過調(diào)節(jié)內(nèi)凝結(jié)液，鑄膜液的流量調(diào)節(jié)微管狀中空纖維電解質(zhì)的厚度。本實(shí)施例中鑄膜液中YSZ，NMP，PVP，PESf的質(zhì)量分別為45g, 35g, 3g, 7g，電解質(zhì)鑄膜液的流速為3 mL/min，紡絲成的纖維經(jīng)過1300℃的燒結(jié)，制備得到的中空纖維管厚度為500um；

（4）將敏感電極材料CoWO₃和MnCr₂O₄通過浸漬法，分別涂覆在步驟（2）制備的固體電解質(zhì)中空纖維的敏感電極端，在敏感電極外涂覆上一圈鉑漿帶，在固體電解質(zhì)中空纖維的參考電極端也涂覆一圈鉑漿帶，完成涂覆有敏感電極和參考電極的固體電解質(zhì)中空纖維的制備；

（5）將步驟（4）中制備的10根涂覆有CoWO₃敏感電極材料和參考電極Pt的固體電解質(zhì)中空纖維和10根涂覆有MnCr₂O₄敏感電極材料和參考電極Pt的固體電解質(zhì)中空纖維，與鉑漿帶基板上涂覆有第一鉑漿帶和第二鉑漿帶的一面相固定，使敏感電極上的鉑漿帶與第一鉑漿帶相連接，參考電極上的鉑漿帶與第二鉑漿帶相連接，經(jīng)過1300℃燒結(jié)、固定，完成固體電解質(zhì)傳感器的制備，如圖2所示。

檢測：在氣體敏感檢測系統(tǒng)中通入4.8% CO₂，5% H₂O，100 ppm NO₂，13.5% O₂，平衡氣體為N₂，10ppm NH₃在500℃的工作溫度下，測試制備的傳感器對混合氣體的響應(yīng)值（EMF）。

對比例：

以傳統(tǒng)構(gòu)造的YSZ基平板型傳感器，即在3*3*1.5mm（長寬厚）規(guī)格尺寸的YSZ平板上涂覆一條NiO帶作為敏感電極，一條Pt帶作為參考電極，進(jìn)行氣體敏感檢測。

。

通過測試可以得到兩組響應(yīng)信號，以MnCr₂O₄為敏感電極的中空纖維組成的部分輸出響應(yīng)值為134mV，而以CoWO₃為敏感電極的中空纖維組成部分輸出響應(yīng)值為-20mV，兩者分別對應(yīng)NO₂和NH₃的測量。