氧化鎢納米材料應用-氣體感測器

氣體通過氧化鎢納米晶表面吸附後發生電子的轉移，則材料導電性質改變可以根據電導率變化靈敏探測出不同氣體的濃度。基於此，各種晶相、結構、形貌和尺度的氧化鎢低維功能材料被報導用於氣體感測器研究中。例如，用高溫氧化方法製備可三維氧化鎢納米網狀結構，測試該材料的氣敏性結果顯示對氮氧化合物（NO/NO2）氣體的最低檢測限能夠達ppb量級，但其回應時間相對較長，約為25分鐘。通過氧化矽分子篩，在低頻交流電下將氧化鎢微細顆粒沉積到電極上，得到的敏感器件對NO2氣體敏感探測限達100ppb。利用水熱-熱處理路線，利用葡萄糖作包覆劑可製備出空心球狀氧化鎢微米顆粒，其對 NO2氣敏性測試顯示可達到0.5ppm，呈現出良好的敏感性。

氧化鎢納米材料的改性是提高感測器靈敏度的重要手段，主要包括摻雜過渡金屬、無機非金屬材料以及聚合物複合材料三類。摻雜貴金屬納米顆粒或者金屬氧化物可在材料表面產生更多催化活性位點，進而提升氧化鎢基納米材料的氣體敏感性。摻雜強吸附性的無機非金屬材料如碳納米管、石墨烯等組合優化材料性能可增強複合材料的氣敏性；另外，通過適量混合氧化鎢和聚合物如聚苯胺、聚吡咯納米纖維材料，可以很好降低器件運行的工作溫度直至室溫探測。用化學合成方法將聚苯胺與三氧化鎢納米線混合來製備複合薄膜，並將之用作氫氣聲表面波感測器的敏感薄膜，實現了對氫氣最低探測濃度達0.06%。

中國氧化鎢納米材料的研究各有特色，並取得了較好的進展。這些研究主要集中在製備特殊微結構和基本性質的表徵，如結構、光學性質、電致變色性質和氣敏性等。採用氧化矽作為硬範本，通過十六烷基三甲基氯化銨輔助調節水熱生長習性，得到了介孔氧化鎢材料。通過用 WCl6為前軀體，用環己烷作溶劑，在200℃ 下水熱合成得到非計量的亞氧化物W18O49納米線，熱處理後表現出較高的活性，其氣敏測試對乙醇的最低濃度達到 2.7 ppm。

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