催化燃燒式傳感器的元件由兩根阻值相同的超微鉑絲構(gòu)成, 被固定在兩個(gè)小型不銹鋼圓柱筒, 兩條電線一端接觸, 并在電路板形成電阻橋。利用超細(xì)鉑絲上方的單體穩(wěn)定劑和成孔劑來制備催化傳感器元件, 并具有高穩(wěn)定性。當(dāng)可燃?xì)怏w通過隔爆片進(jìn)入校樣燃燒室, 可燃?xì)怏w利用催化劑在導(dǎo)線無焰燃燒, 以產(chǎn)生熱量, 從而使電線電阻變大。由于吸入空氣量差異, 燃燒情況不同, 產(chǎn)生的熱量也不同, 從而導(dǎo)致兩條導(dǎo)線的不同電阻變化, 促使原橋平衡電阻發(fā)生變化和電壓差, 與可燃?xì)怏w成正比。探頭電路將信號(hào)放大, 敏感元件上可燃?xì)怏w將產(chǎn)生無焰燃燒現(xiàn)象。在理論上, 催化劑是通過降低活化能改變反應(yīng)路徑來實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)反應(yīng)效率的顯著提升。同時(shí)在整個(gè)反應(yīng)過程中, 催化劑是不會(huì)發(fā)生損耗的, 這是因?yàn)槠洳⑽磳?duì)原有的化學(xué)反應(yīng)平衡造成破壞, 未參與到反應(yīng)中, 其自身的屬性未發(fā)生任何轉(zhuǎn)變。但通過實(shí)際觀測(cè), 發(fā)現(xiàn)在不間斷的反應(yīng)過程中催化劑的活性卻出現(xiàn)了降低, 這種情況稱之為催化劑的失活, 其緣由涉及到化學(xué)與物理反應(yīng)過程, 目前可以總結(jié)催化劑的失活誘因, 主要有三種:燒結(jié)、焦化和中毒。

(1) 燒結(jié)引起的催化劑失效。作為燃?xì)庵兄饕獦?gòu)成成分, 甲烷在空氣中一定溫度條件下是屬于惰性氣體, 但在與鉑催化劑接觸, 通過活化能峰的快速反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳和水。燒結(jié)老化形成原因是敏感元件由于長(zhǎng)期暴露在高溫下引起的活性面積降低, 從而導(dǎo)致催化能力下降。降低的活性部位, 轉(zhuǎn)成高溫還原催化能力燒結(jié)該晶體, 大大減少了比表面積, 從而使載體變窄或堵塞細(xì)孔。與此同時(shí), 這種情況還會(huì)致使催化劑中燒結(jié)現(xiàn)象發(fā)生時(shí), 催化劑分子的分散活動(dòng)降低。高溫環(huán)境下也可導(dǎo)致催化劑出現(xiàn)升華現(xiàn)象, 引發(fā)催化劑的燒結(jié)失活。

(2) 焦化引起的催化劑失效。焦化造成的催化劑的失效:含有甲烷等有機(jī)烴結(jié)構(gòu)的可燃化合物中, 發(fā)生反應(yīng)時(shí)其烴鍵部分會(huì)因燃燒而產(chǎn)生具有吸附性的焦炭, 這些焦炭附著在催化劑的表層從而導(dǎo)致了催化劑表層同外部空氣隔離, 進(jìn)而導(dǎo)致催化劑失活。催化劑積碳反應(yīng)是催化劑失活的主要因素, 碳沉積覆蓋在催化劑的表面上, 堵塞通道導(dǎo)致催化劑失活。

(3) 中毒引發(fā)的催化失效。一旦有毒成分在催化劑表層發(fā)生無法逆轉(zhuǎn)的吸附, 則其會(huì)造成催化劑活性數(shù)值的永久性降低, 進(jìn)而引發(fā)失活現(xiàn)象。常見的可威脅催化劑活性的有毒成分多為SO2、CO以及反應(yīng)后產(chǎn)物, 都可以促成貴金屬催化劑中毒, 導(dǎo)致整體催化劑中毒。