使用偏鎢酸銨合成三氧化鎢納米棒作為二氧化氮氣體傳感器

針對低濃度的高靈敏度二氧化氮 (NO2) 氣體傳感器很重要，因為 NO2 對人體神經系統和呼吸器官有劇毒。氧化鎢 (WO3) 是一種流行的 n 型半導體，帶隙為 2.6-2.8eV，由於具有高靈敏度、低製造成本和快速響應等優點，已被廣泛研究為一種很有前途的檢測 NO2 氣體的傳感材料。

最近，使用偏鎢酸銨成功製備三氧化鎢納米棒作為二氧化氮氣體傳感器，所製備的納米粉末對 20 ppm 水平的二氧化氮表現出高靈敏度和選擇性。三氧化鎢納米棒粉體的合成步驟如下：

WO3納米粉體採用老化水熱法合成。製備偏鎢酸銨 [(NH4)10W12O41xH2O]（0.15 mol W）的飽和水溶液，並用 HNO3 (2.2 N) 酸化以產生 ~5 pH。將產品保存在密封的特氟隆容器中並在 60°C 下攪拌一周。然後將 5 ml 老化溶液轉移到襯有聚四氟乙烯的不銹鋼高壓釜中，並在 170 °C 下加熱 48 小時。將所得材料過濾，用去離子水洗滌並在室溫下在空氣中乾燥，最後在400℃下煅燒。

通過使用絲網印刷技術製備了納米結構 h-WO3 的厚膜。在本方法中，通過將合成的 h-WO3 粉末與乙基纖維素（作為臨時粘合劑）在丁基卡必醇乙酸酯和松油醇有機溶劑的混合物中混合來配製觸變糊劑。 h-WO3 與乙基纖維素的比例保持在 95:05。在配製糊劑時，無機部分與有機部分的比例保持為75:25。將觸變糊劑以所需圖案絲網印刷在玻璃基材上。將製備好的薄膜在 400°C 下燒製 2 小時。製備的厚膜稱為純h-WO3厚膜。

總之，使用偏鎢酸銨成功製備三氧化鎢納米棒作為二氧化氮氣體傳感器，所製備的納米粉末對 20 ppm 水平的二氧化氮表現出高靈敏度和選擇性。結果表明，氧化鎢納米結構的生長方向沿軸，面間距為0.38 nm。拉曼分析證實其化學結構和氧化態屬於氧化鎢（WO3）。此外，基於 WO3 納米棒的傳感器對 NO2 表現出高選擇性，並在 250°C 的工作溫度下對 20 ppm 的 NO2 氣體給出 75 (%S) 的響應。它是合成單晶 WO3 團聚納米棒的一種新穎且具有成本效益的途徑，也是一種有前景的 NO2 氣敏材料。

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