納米三氧化鎢在氣敏傳感材料中的應用

現代工業的迅速發展,石油、天然氣等資源的過度使用造成嚴重的大氣和環境污染。製造檢測有毒有害氣體的氣敏傳感材料成為了現在研究的熱點。納米三氧化鎢用作於氣敏傳感材料可以分成四種結構。

(一)零維結構的納米三氧化鎢氣敏材料

 零維結構的材料主要是納米球,納米顆粒以及量子點。儘管納米化後的比表面積有提高,但是其造成的大的介面阻礙了電子遷移。所以需要加入貴金屬進行改性,提高其氣敏性能。通過貴金屬的化學敏化使其吸附氧的數量增加、電子敏化提高其電子的移動速率或者用催化導致納米三氧化鎢費米能級發生變化。

納米三氧化鎢的電鏡照片

(二)一維結構納米三氧化鎢氣敏材料

一維結構納米三氧化鎢結構中例如多孔納米線,納米纖維有較高的比表面積,也可以保持良好的化學和熱穩定性。但是單純的納米三氧化鎢無法滿足較高的氣敏要求,需要摻雜其他金屬氧化物構建半導體異質結才可以提高,如摻雜p型半導體或者n型半導體,促進其電子轉移,提高氣敏性能。

(三) 二維結構納米三氧化鎢氣敏材料

典型的二維納米三氧化鎢結構如薄膜、納米片或納米板,有較高的表面活性、表面極化和豐富的氧空位等具有良好的氣敏性能。

納米三氧化鎢的電化學方法技術照片

(四)三維結構納米三氧化鎢氣敏材料

三維納米三氧化鎢是由納米粒子,納米片形成的分級結構,典型形狀有微球、海膽狀結構等,其獨特的形貌結構使其具有較大的比表面積、豐富的孔隙率,對其他氣體有較高的氣敏性能。

零維、一維、二維、和三維納米三氧化鎢材料的合成、介面的調控和其改性的方法都仍需進行深入的研究,以发挥其最大最大的作用。

 

 

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