大氣氮氧化物傳感技術研究綜述

安 慶，陳 坤，段鵬程，管今哥，孫 鵬，薛晨陽

(1.中北大學 信息與通信工程學院，山西 太原 030051；2.中北大學 儀器科學與動態(tài)測試教育部重點實驗室，山西 太原 030051)

隨著國家對能源利用程度的不斷增加，氮氧化物的排放問題日益突出。為防治氮氧化物造成的大氣污染并進一步降低污染源的排放強度，開展氮氧化物監(jiān)測對于改善空氣環(huán)境質量具有重要意義。

目前，氮氧化物測量主要包括化學方法與光學方法?；瘜W方法主要通過氮氧化物與其他物質的化學反應，直接根據(jù)化學產物成分或將其與標準試劑進行對比，以對氮氧化物特性進行定量表征。光學方法基于氮氧化物分子的能級激發(fā)或光吸收，通過特定光譜信息對氣體進行測量，具有靈敏度高、分辨率高、響應快的優(yōu)點，但其缺點在于設備結構復雜、成本高。

在氮氧化物化學測量方法中，電化學方法能夠檢測特定種類的氣體，有效避免其他氣體的干擾。重要的是，該方法所對應的電化學傳感器滿足線性輸出，具有低功耗和良好的分辨率，良好的準確性和重復性，比大多數(shù)其他的氮氧化物氣體檢測技術更加經濟。本文主要討論了幾種典型的電化學傳感器，包括其材料、結構、工藝與效能，分析了幾種傳感器在不同氮氧化物氣體檢測中的具體應用，并對未來的研究方向進行了展望。

1 氮氧化物測量原理與方法

1.1 化學原理與方法

1.1.1 鹽酸萘乙二胺分光光度法

鹽酸萘乙二胺分光光度法是我國目前監(jiān)測大氣NOx濃度的國標方法，其原理為將NOx氧化為亞硝酸鹽，進一步與氨基苯磺酸發(fā)生重氮化反應。該測量方法所需儀器由現(xiàn)場采樣儀器與實驗室分析儀器組成，所需試劑包括吸收液和氧化氮標準溶液[1]，通過分光光度技術對大氣中NOx的濃度進行定量比色分析。鑒于重氮反應在酸性條件下對亞硝酸根與芳香伯胺具有專一性，因此其具有低干擾、靈敏度高、選擇性強等優(yōu)點[2-3]。同時，該方法準確度受大氣其他污染物成分和溫度影響顯著[4]。

1.1.2 化學分光法

化學發(fā)光法的依據(jù)是基于NO2催化或光解還原為NO，隨后與臭氧發(fā)生氣相反應，或者基于NO2與魯米那堿性溶液的化學發(fā)光反應。該方法易受諸如SO2，H2S，CO2和O3等氣體成分的有害干擾[3]。

(1)

化學發(fā)光強度與NO濃度成正比，其計算公式如下[5]：

I=Aexp(-K/T)((1-g)Vr)/(tr+Tr)δN

(2)

式中：I為化學發(fā)光強度；A為適應系數(shù)；K為溫度系數(shù)常數(shù)；T為反應室溫度；g為O3流量與總流量之比；tr為反應室內氣體停留的平均時間；Tr為NO與O3的反應時間；δN為NO在被測樣本氣體的濃度。

對于大氣中氮氧化物混合成分的濃度測定，首先將樣氣中的NO2通過試劑轉換為NO，再與O3反應后進行測定，兩次測定的濃度差值即為NO2濃度。

1.1.3 電化學法

電化學法的原理是利用待測氣體在電極表面所發(fā)生的還原或氧化反應，再結合特定裝置將其轉變?yōu)榭勺R別的電信號進行氣體檢測。電化學傳感器的測量依賴于電流的微小變化，從電信號感知到氣體濃度標定的轉換過程如下。

① 機械設計：提供穩(wěn)定一致、經實驗驗證的環(huán)境空氣采樣條件；

② 低噪聲電路：放大和分辨電流的微小變化量；

③ 電子濾波器：去除瞬變的電流；

④ 數(shù)據(jù)標定：由原始信號到氣體濃度的轉換與校準。

從上面的介紹可以看出，化學法主要是利用氮氧化物與其他分子間產生化學反應，雖然這類方法設備簡單、成本低廉，但是也存在測量精度低、穩(wěn)定性差、易出錯等問題；并且該類方法只能在實驗室由專業(yè)人員進行測量，對于采集、保存、運輸都有嚴格的要求，不具有普遍適用性。

1.2 光學原理與方法

1.2.1 激光誘導熒光法

1.2.2 差分吸收光譜法

差分吸收光譜技術的基本原理是通過源與接收器之間光路上氣體分子的窄帶吸收特性來反演氣體成分與濃度[7]。在Lambert-Beer定律基礎上，該技術將氣體的吸收截面分為包括米氏散射、瑞利散射的緩慢變化部分與分子窄帶吸收相關的快變化部分。通過濾波方法對分子窄帶吸收造成的光衰減進行篩選[8]。在已知標準吸收截面和差分吸收截面的情況下，對被測氣體濃度進行標定[9]。

1.2.3 可調諧半導體激光吸收光譜法

可調諧半導體激光吸收光譜技術的基本原理是通過發(fā)射窄帶激光掃描一條氣體吸收線，使用Lambert-Bell定理對透射光和發(fā)射光的強度進行比對，進而得出待測氣體的濃度。由于該技術只使用單一譜線檢測氣體，因此具有動態(tài)響應好、精度高、分辨率高、抗干擾性強的優(yōu)勢，已被廣泛應用于大氣監(jiān)測，可實現(xiàn)分子濃度的測量[10]。該技術能夠檢測紅外波段所有具備吸收特性的氣體，具有可同時測定多種氣體的巨大前景，但其也存在結構復雜、成本較高等缺點[11]。

總的來說，傳統(tǒng)化學法具有不能實時測量和局限于實驗室測量等缺點，而基于光學方法測量氮氧化物，可以實現(xiàn)其濃度精確測量，而基于這些方法研制的測量儀器則可以實時顯示測量結果，并且可在開放空間進行測量，該方法具備同時測定多種氣體濃度的潛力。

2 半導體氧化物阻抗型氮氧化物傳感器

阻抗型傳感器是根據(jù)靶氣體的吸附過程或表面反應導致材料性質前后變化來測量氣體含量。其主要包括以電子為主要載體的N型半導體和以空穴為主要載流子的P型半導體。

O2(gas)?O2(absorbed)

(3)

(4)

(5)

O-+e_?O2-

(6)

NO2、NO、N2O氣體與吸附的氧離子發(fā)生氧化反應，并遵循如下路徑:

NO2(gas)+e_→NO2-(ads)

(7)

NO2-(ads)+O-+2e_→NO(gas)+2O2-(ads)

(8)

NO(gas)+e_→NO-(ads)

(9)

2NO-(ads)→N2(gas)+2O-(ads)

(10)

N2O(gas)+e_→N2O-(ads)

(11)

2.1 In2O3

In2O3是一種新型金屬氧化物半導體材料，帶隙寬度為3.55～3.75 eV，具有卓越的氣敏特性，是制備氣體傳感器的理想材料。

研究人員通過采用改變材料的微觀結構提高其氣敏特性。Zhou等[11]通過一步水熱法在斜發(fā)沸石襯底表面制備分級In2O3微米花，通過其依附于CS表面形成NO2傳感器，具有低工作溫度、快速響應、高選擇性和良好可逆性等優(yōu)點。

Pawar等[12]利用Kirkendall效應水熱法和空氣退火法合成高性能金屬有機化合物空心In2O3微立方體薄膜，用于檢測濃度高達100ppm的NO2，具有巨大的感應響應(S=1401)。

Shen等[13]通過一步水熱法在多孔陶瓷基底上直接合成介孔In2O3納米棒陣列，其掃描電子顯微鏡(SEM)圖像如圖1所示。該傳感器在室溫下對100ppb～1000ppb的NO2表現(xiàn)出高響應、優(yōu)異的選擇性和穩(wěn)定性，并且在回收過程中使用紫外光從納米棒表面解吸氣體物質。因此，該傳感器實現(xiàn)了用于檢測低濃度NO2的快速室溫響應/恢復特性。

同時，也有研究人員在改變In2O3的基礎上與其他材料復合，提高傳感器性能。Song等[14]采用回流兩步法合成較薄納米片層、具有N型半導體特性的CeO2/In2O3/GO三元復合材料，不同回流時間下的X射線衍射(XRD)譜圖如圖2所示，其在室溫下對NOx氣體具有優(yōu)異的氣敏性。

圖2 不同回流時間下合成的CeO2/In2O3/GO的XRD譜圖[14]

Zhang等[15]采用軟模板法合成CuO-In2O3復合傳感器，由于在物質界面處產生P-N異質結，其響應增強，且響應時間和恢復時間顯著縮短。

2.2 TiO2

TiO2俗稱鈦白粉，自然界存在金紅石型、銳鈦礦型和板鈦礦型三種晶型，前兩種結構更加穩(wěn)定。TiO2是一種典型的N型半導體，具有良好的光催化活性。

異質結的構建是TiO2增強半導體傳感器氣敏特性的研究熱點。Qin等[16]制備基于高取向和均勻殼層W18O49/TiO2核殼納米線異質結構陣列的NO2傳感器，其在室溫下為異常的P型半導體，并表現(xiàn)出高靈敏度、高選擇性和高動態(tài)響應恢復特性。

Maziarz等[17]研發(fā)TiO2/SnO2薄膜納米異質結構作為NO2傳感器，具有在較低溫度和ppm水平環(huán)境下的適用性，其表面與橫截面SEM圖像如圖3所示。

圖3 TiO2/SnO2薄膜SEM圖像

也有研究人員通過摻雜離子提高傳感器性能。Laera等[18]利用單分子前驅體浸漬高度多孔TiO2薄膜基體來制備基于TiO2/ZnS納米復合材料的NO2傳感器，與裸露的TiO2薄膜相比，其表現(xiàn)出更高的靈敏度和更低的恢復時間。

2.3 ZnO

納米ZnO在光催化與氣敏材料等應用方面性能優(yōu)越，屬于直接帶隙寬禁帶半導體材料。ZnO對多種氧化性、還原性氣體響應很高，具有很好的氣敏性能。

不同形貌ZnO材料的制備可以提高其傳感器性能。Zhang等[19]采用一步水熱法成功合成水仙狀摻鋁ZnO，如圖4所示，摻鋁能夠增加ZnO對NO2的吸附能力，因而提高傳感器響應速度與靈敏度。

圖4 水仙狀摻鋁ZnO

Ding等[20]利用氣溶膠輔助化學氣相沉積法制備納米結構的氧化鋅薄膜，用于監(jiān)測NO2氣體，其顯示出對1ppm NO2約41的高響應。

研究人員也通摻雜金屬離子與制備復合材料的方式，優(yōu)化材料性能。Patil等[21]通過濕化學方法沉積銅摻雜的ZnO納米結構，通過控制銅摻雜濃度該改變ZnO的電導率類型，有利于提高NO2傳感性能。

Barthwal等[22]研究了ZnO-SWCNT 納米復合材料在不同工作溫度下對不同濃度NO2氣體的響應特性(XRD譜圖如圖5所示)，以此材料為基礎的傳感器在150 ℃、較低濃度(50ppm～200ppm)下的靈敏度較高。

圖5 ZnO-SWCNT納米復合材料的XRD譜圖

Bai等[23]采用一步靜電紡絲法制備一維ZnO-SnO2中空納米纖維復合材料，其在90 ℃工作溫度下對1ppm NO2的響應最高，且具有快速響應/恢復性能，檢測極限為0.023ppm。

2.4 SnO2

SnO2是一種N型直接帶隙寬禁帶半導體材料，其理化性、導電性優(yōu)越，是制備氣體傳感器的理想材料之一，但是傳統(tǒng)SnO2傳感器在穩(wěn)定性、響應速度、工作溫度方面都存在不足，通常采用形貌調制和制備復合材料的方式提高傳感器氣敏性能。

在形貌調制方面，Li等[24]以一步水熱法合成具有介孔結構的生物形態(tài)SnO2納米粒子，其作為NO2傳感器具有優(yōu)異與快速響應、檢測限底的優(yōu)點，在能源再利用方面具有良好的應用前景。

Liu等[25]制備一種新型介孔ZnSe核/SnO2殼微球電阻型傳感器，對低濃度NO2檢測表現(xiàn)出優(yōu)異的長期穩(wěn)定性。

在制備復合材料與離子摻雜方面，余潤瑋等[26]采用兩步微波輔助水熱法制備SnO2@ZnO 復合材料，其SEM圖如圖6所示，具有較低的工作溫度和高響應度的優(yōu)點，同時對NO2氣體有良好的選擇性和穩(wěn)定性。且元素Ni、Cu摻雜對其響應度有顯著提升。

圖6 SnO2@ZnO復合材料的SEM圖

2.5 WO3

WO3氧含量與氧缺陷會隨環(huán)境改變，是一種理想的NO2氣敏材料，但其也存在工作溫度較高、檢測限偏高和選擇性較差等問題。

研究人員制備出多種高比表面積的氣敏材料，Drmosh等[27]基于納米線形式的WO3薄膜制造了NO2氣體傳感器，表現(xiàn)出良好的選擇性、穩(wěn)定性和重復性。

王曉雪[28]制備出具有層級結構的多孔WO3氮氧化物傳感器，其荷花花粉微結構特點非常有利于NO氣敏反應，花粉模板與WO3的XRD譜圖如圖7所示。

圖7 花粉模板與WO3的XRD譜圖

同時也在貴金屬/WO3復合材料的制備方面取得較大進展。Su等[29]制備基于金-銀/多壁碳納米管/WO3復合材料的新型NO2氣體傳感器，該傳感器動態(tài)范圍低、靈敏度高、響應時間短，且長期穩(wěn)定。

2.6 MoS2

MoS2是一種典型的過渡金屬硫化物，具有比表面積大、吸附活性高、能帶寬度調控性能好等優(yōu)勢。劉云云等[30]通過化學氣相沉積法制備大面積MoS2薄膜，其在室溫下對NO具有良好的靈敏度和選擇性。

石墨烯(Graphene,Gr)具有極高的載流子遷移率，其超高的比表面積能放置納米晶粒團聚發(fā)生，當MoS2與石墨烯復合時，可阻止MoS2片層團聚。王西建等[31]基于MoS2/Gr復合材料設計了一種薄膜型NOx傳感器，正反面結構如圖8所示，其靈敏度高、響應快、抗干擾性和重復性好。

圖8 薄膜型NOx傳感器正反面結構

半導體氧化物阻抗型氮氧化物傳感器具有靈敏度高，響應快等優(yōu)勢，未來在優(yōu)化氣敏材料的基礎上，要求傳感器向微型化、低功耗、集成化、由點測量向多維測量方向發(fā)展。

3 固體電解質型傳感器

根據(jù)氣體監(jiān)測所產生的響應信號差異，固體電解質型氣體傳感器分為電流型、混合位型和阻抗型。

3.1 電流型氮氧化物傳感器

電流型傳感器由敏感電極、參比電極和固體電解質3個主要部分組成。其工作原理是在參比電極和敏感電極兩端恒定電壓作用下，通過改變測試氣體濃度使處于三相界面處發(fā)生電化學反應的電阻隨之變化，從而檢測到不同氣體濃度下的電流變化，進而根據(jù)電流進行氣體監(jiān)測。電流型傳感器對NO2的檢測機理可以分為3個過程：① NO2吸附；② NO2分解還原；③ NO2分解還原產物脫附。

電流型NO2傳感器的工作原理如下。

陰極反應為

NO2+2e-→NO+O2-

(12)

或

NO2+4e-→N2+2O2-

(13)

陽極反應為

O2-→1/2O2+2e-

(14)

一般的電流型NO2傳感器裝置如圖9[32]所示。

圖9 電流型NO2傳感器

王冬梅等[33]以GCA為固體電解質，NiO為電極，制備了電流型NO2傳感器，該傳感器在400～500 ℃范圍內電流幅值與NO2濃度變化之間存在良好的線性關系，同時具有較好的重復性、選擇性與穩(wěn)定性，且響應與恢復快。

Anggraini等[35]制備以NiFe2O4為傳感電極的YSZ型安培傳感器，原理如圖10所示。在潮濕條件下有選擇地檢測NO2，具有良好的惡劣條件耐受性。此外，其還具有反應速度快、恢復時間短與靈敏度高等特點。

圖10 安培傳感器原理

Zhong等[36]利用燒綠石制備了安培型NO2傳感器，能夠在500～700 ℃的工作條件下有效地檢測出NO2，在600 ℃通入500ppm NO2氣體條件下具有較高的靈敏度(15.4 nA/ppm)和響應電流值(7.7 μA)，同時具有良好的選擇性與穩(wěn)定性。

3.2 混合位型氮氧化物傳感器

混合位型傳感器按照電極反應類型可以分為平衡電極反應與非平衡電極反應兩種。

3.2.1 平衡電極反應

混合位型傳感器大多是直接使用可以傳導待測物質的離子的固體電解質來檢測待測物質，如利用氧離子導體來做氧氣傳感器。但是由于可以傳導NO+的固體電解質導體不常見，因此可以通過使用另一種離子導體傳到該離子達到傳導NO+的目的。以鈉離子導體 NASICON為例，可以通過鈉離子的電位變化來反應 NO的變化。反應方程為

Na++NO+O2+e-→NaNO3

(15)

對于不傳導 NO+的電解質來說，對 NO 檢測的靈敏度大小主要依賴于參與反應的硝酸鹽傳導 NO+的能力。

對于 NO2來說，反應方程為

Na++NO2+1/2O2+e-→NaNO3

(16)

或

Na++NO2+e-→NaNO2

(17)

可以通過檢測 Na+的電位來實現(xiàn)對 NO2濃度變化的檢測。隨著溫度的升高，化學反應趨于平衡，因此依賴于動力學有限響應的傳感器響應會隨著溫度的升高而降低，這為傳感器的工作溫度設置了上限。

孫睿澤等[37]制備以釔穩(wěn)定氧化鋯(YSZ)為基板的混合電位型高性能NO2傳感器，如圖11所示，通過噴砂法構筑高性能三相界面以及溶膠-凝膠法制備高性能、高催化活性的MoO3-In2O3敏感電極材料來提高傳感器的氣敏性能。

圖11 NO2傳感器三相界面

3.2.2 非平衡電極反應

為克服溫度影響，不采用硝酸鹽作為輔助電極，通過固體電解質的動電位來反映NO或者NO2的變化。敏感電極的電位建立在NO和NO2的反應中，而參比電極的電位通過O2獲得?；旌衔恍蛡鞲衅鞯捻憫Q于不同的兩個電極上的電位差，以Pt作為參比電極混合位型傳感器通常忽略其對NOx的分解作用。對于NO來說，反應方程如下。

陰極反應為

NO+O2-→NO2+2e-

(18)

陽極反應為

1/2O2+2e-→O2-

(19)

對于NO2，反應方程如下。

陰極反應為

NO2+2e-→NO+O2-

(20)

陽極反應為

O2-→1/2O2+2e-

(21)

由以上可知，NO與NO2的響應方向相反，因此，混合位型傳感器不能對氮氧化物總量進行測量。但混合位型傳感器優(yōu)勢體現(xiàn)在，暴露在同一種氣體氛圍中的兩個電極之間無需考慮密封問題，所采用的平面結構設計能夠簡化傳感器的制備過程。

Liu等[38]以穩(wěn)定氧化鋯(YSZ)固體電解質為基礎，以CoTa2O6為敏感電極，采用溶膠-凝膠法制備了混合位型NO2傳感器，如圖12所示。在650 ℃下，對NO2的監(jiān)測下限達到0.5ppm，此傳感器具有較好的選擇性與長期穩(wěn)定性。

圖12 混合位NO2傳感器原理

Xu等[39]以NiFe2O4為敏感電極，以YSZ為固體電解質制備了混合位型NO2傳感器。在350～500 ℃工作溫度范圍內，該傳感器在400 ℃時表現(xiàn)出最大響應(81.3 mV對100ppm NO2)，在450 ℃時表現(xiàn)出最佳靈敏度82.8 mV/decade。

Lian等[40]采用正溫度系數(shù)陶瓷作為熱源，合成自恒溫電位NO2傳感器，結構如圖13所示。該傳感器在不同環(huán)境溫度下對5ppm～150ppm NO2具有較高的靈敏度(84.60 mV/decade)。在250 ℃的工作溫度下，傳感器對10ppm濃度的NO2氣體的響應時間為37 s，恢復時間為44 s。同時，其良好的重復性與長期穩(wěn)定性，解決了傳統(tǒng)氣體傳感器加熱結構煩瑣的問題。

圖13 基于 NASICON 陶瓷基片的自恒溫電位型 NO2傳感器結構

Liu等[41]制備了以In2O3為電極的YSZ混合電位型傳感器，如圖14所示。其中電極材料燒結溫度對NO2傳感特性有顯著影響。1000 ℃煅燒下的In2O3-SE傳感器對NO2表現(xiàn)出最大靈敏度，其對100ppm NO2的響應達到126 mV。

圖14 基于In2O3電極的YSZ混合電位傳感器結構

3.3 阻抗型氮氧化物傳感器

在NO2氣體氛圍中，基于交流阻抗技術的Pt/YSZ/LaFeO3傳感器阻抗變化與NO2濃度呈現(xiàn)一定的函數(shù)關系，且與固體電解質本身阻抗無關。這使得用阻抗技術來檢測NO2成為另一種新型的方法。

阻抗型傳感器與混合位型傳感器相似，但原理不同。其通過在兩個電極之間施加頻率連續(xù)改變的正弦波形振蕩電壓，在一定頻率范圍內測試不同NO2濃度下的交流阻抗譜。在低頻下，隨著頻率的逐漸減小，不同NO2濃度的阻抗區(qū)分度逐漸變大；在固定頻率下，阻抗值隨著NO2濃度的逐漸增大而減小，從而能夠根據(jù)阻抗值對不同濃度NO2進行檢測。此外，阻抗型傳感器具有豐富的調控參數(shù)，如頻率和振幅等，其可調控性更強。與電流型和混合位型傳感器相比，阻抗型傳感器可避免被持續(xù)極化，具有良好的長期穩(wěn)定性。

陳學聰?shù)萚32]采用Al摻雜的硅酸鑭為固體電解質，CuO為敏感材料，制備阻抗型NO2傳感器。該傳感器以模值、相角、實部和虛部作為響應信號，其響應值與NO2濃度均呈現(xiàn)良好的線性關系。尤其在高頻下，該傳感器以相角和虛部作為響應信號，在靈敏度、響應-恢復時間以及穩(wěn)定性等方面具有更加優(yōu)秀的性能。

Khasim等[42]采用DEG處理的TiO2納米復合材料，提出基于PEDOT-PSS的高柔性、可拉伸、高靈敏度電阻傳感器結構，可拉伸傳感薄膜制備流程如圖15所示。該傳感器對NO氣體表現(xiàn)出良好的選擇性與高度穩(wěn)定性，同時能夠耐彎曲、拉伸等各種機械形變。

圖15 制備可拉伸傳感薄膜流程

Yin等[43]采用自卷法制備新型三維Ag納米粒子/還原氧化石墨烯微管場效應晶體管NO2傳感器，該結構具有更快的響應時間，且占用的設備面積更少。場效應晶體管NO2傳感器二維平面與三維卷起結構分別如圖16(a)與圖16(b)所示。

圖16 Ag NP/rGO場效應晶體管NO2傳感器結構示意圖

Shimizu等[44]以沸石為受體，Li1.5Al0.5Ti1.5(PO4)3(LATP)為固體電解質，制作了阻抗型傳感器，裝置如圖17所示。在300～500 ℃、100ppm～500ppm范圍內，其阻抗響應隨NOx濃度的變化而變化，沸石中陽離子交換有利于改善傳感器響應，其中，K+摻雜Y型傳感器對NO2的靈敏度和選擇性最高。

圖17 沸石受體的傳感器裝置

固體電解質型傳感器對高濃度氮氧化物的響應曲線較好，且具有良好的重復性與長期穩(wěn)定性，在存在干擾氣體(SO2、CO2)的環(huán)境中，具有良好的交差靈敏度。但對低濃度氮氧化物氣體靈敏度不高，后續(xù)研究可側重于此，嘗試不同的敏感電極材料。

4 結束語

通過分析氮氧化物傳感原理與方法、電化學傳感器在氮氧化物檢測中的應用現(xiàn)狀可知，氮氧化物氣體傳感器種類繁多，原理與方法的研究較為成熟，且已在檢測中得到了有效驗證與廣泛應用；相對成熟的氣敏材料通過摻雜、結構重構以及表面改性等方法，可增強材料穩(wěn)定性，優(yōu)化材料對低濃度氮氧化物氣體的選擇性與靈敏度，以獲取性能優(yōu)異的傳感器。

未來，通過設計特定結構的氣體敏感材料與改進傳感器組裝工藝，在提高傳感器對檢測氣體的響應性、選擇性以及穩(wěn)定性等方面，具有更高的潛力，是氮氧化物傳感器發(fā)展的重要方向。且隨著微機電系統(tǒng)的出現(xiàn)，市場對高集成度傳感與檢測的需求不斷提高，氮氧化物傳感器向著智能化與微型化方向發(fā)展，將感知元件與信號處理單元集成于同一個芯片，可縮小傳感系統(tǒng)體積，從而不斷提高系統(tǒng)集成度。