針對硫化氫氣體檢測的氧化鎢納米結構薄膜

高性能氣體傳感器因其在污染物檢測、醫學診斷、化學監測、食品加工等領域的廣泛應用而受到越來越多的關注。氧化鎢(WOx)由於其高靈敏度和穩定性,特別是對硫化氫(H2S)氣體的高靈敏度和穩定性,作為一種有前途的傳感材料受到了相當多的關注。各種 WO3 納米結構,如納米顆粒、納米晶須、納米棒和納米線顯示出對不同氣體的增強傳感特性。
 
據報導,通過使用簡單的PTA溶液模板和無表面活性劑的電沉積方法,成功地優化了用於硫化氫氣體檢測的氧化鎢納米結構薄膜。準備過程如下:
 
WO3薄膜製備圖片
 
首先,FTO 基板在超聲波浴中用丙酮、乙醇和蒸餾水洗滌 15 分鐘。 WO3溶膠是將1.25g H2WO4溶於20ml H2O2中,加入0.2g聚乙烯醇,攪拌6小時制得。將製備的溶膠以3000rpm的速度旋塗在FTO塗層玻璃基板上30秒,然後重複4次,然後在馬弗爐中500℃空氣中加熱2小時。採用三電極電化學體系在室溫下進行電沉積,鉑絲作為對電極,Ag/AgCl作為參比電極和FTO鍍膜玻璃,WO3種子層作為工作電極(3 × 1.5 cm-2)。電沉積 在室溫下在 -0.45 V 下對參比電極進行恆電位儀,不攪拌 30 分鐘。立即用蒸餾水沖洗所得膜並在空氣中乾燥。然後將電沉積薄膜在馬弗爐中在450°C的空氣中退火2小時,然後進行結構表徵和電致變色研究。
 
WO3薄膜的FESEM圖像
 
總之,用於硫化氫氣體檢測的氧化鎢納米結構薄膜通過使用簡單的 PTA 溶液模板和無表面活性劑的電沉積方法製造。所製備的 WO3 納米結構薄膜顯示出優異的電致變色性能,顯示出更大的光學調製(在 550 nm 處為 68.89%)、更快的響應時間(tb = 1.93 s,tc = 2.87 s)和更高的著色效率(約 154.93 cm2 C-1) 和出色的循環穩定性超過 2000 次循環而沒有任何降解。此外,WO3 納米片陣列薄膜對 H2S 檢測顯示出良好的響應。孔隙率和高表面粗糙度的顯著增加可能有助於這種出色的電致變色特性和氣體傳感性能。這些結果表明,通過簡單策略製造的 WO3 納米片陣列薄膜在智能窗、氣體傳感器和光學傳感器等潛在多功能應用方面具有廣闊的前景。
 

 

 

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