氨 (NH3) 是一种无色有毒气体，具有刺激性气味。该化合物已广泛应用于农业、化肥、工厂、食品加工、发电厂、制冷系统、医疗和生活环境。吸入氨可引起各种急性呼吸道疾病。事实证明，接触 50 ppm 以上的氨会刺激眼睛、鼻子、喉咙和皮肤，长时间接触 200 ppm 以上的氨甚至可能导致皮肤化学灼伤和永久性肺损伤。因此，氨传感器的发展在环境监测、工业过程控制以及食品工业和医疗诊断的应用中具有非常重要的意义。电阻型氨传感器的传感材料主要包括半导体金属氧化物、碳纳米材料和导电聚合物。

 

 

三氧化钨 (WO3) 是一种传输金属氧化物，由于其 2.6 ～ 2.7 eV 的较宽带隙和高扩散氧空位系数及其热和化学稳定性而受到广泛关注。 WO3 已广泛应用于场发射器件、光伏器件、光催化和电致变色器件领域。

 

最近，催化铂 (Pt) 纳米粒子 (NPs) 掺杂 WO3 薄膜以合成 Pt/WO3 气敏材料作为氨传感器。合成的复合材料在 1 ppm NH3/空气的低氨浓度、250 °C 下具有 3.73 的传感响应 (SR)。 Pt/WO3气敏材料的制备工艺如下：

 

 

首先，用丙酮、盐酸和去离子 (DI) 水清洗蓝宝石基板，以去除不需要的颗粒和有机污染物。然后，实施光刻胶 (PR) 涂层、光刻、热真空蒸发和剥离技术，以在蓝宝石衬底上沉积 10/15 nm 厚的铬 Cr/Pt 叉指电极。叉指电极包含八对金属手指和 2 个键合垫。这些手指的长度、宽度和间距分别为 1300 μm、25 μm 和 25 μm。之后，重复PR涂层和光刻，并采用RF溅射方法在Cr / Pt电极上沉积25 nm厚的WO3薄膜。溅射是在 30 sccm Ar/O2 (7/3) 环境中使用 125 W 的射频功率和 3 毫托的工作压力进行的。在射频溅射和剥离过程之后，样品在 N2 环境中使用快速热退火 (RTA) 方法在 400 °C 下退火 1 小时，以获得所需的图案。

 

首先，用丙酮和去离子水清洗制备的 WO3。然后，将0.207 g H2PtCl6·(H2O)6分散到40 ml蒸馏水中，在50 ℃搅拌10 分钟，得到淡黄色溶液。 0.5 μl 该溶液进一步滴在 WO3 传感层上。为了进行PtCl62-的还原，制备的样品在UV灯（16 W，波长 = 254 nm）下照射1.5 小时。最后，该器件在 N2 环境中再次使用 RTA 在 400 °C 下退火 1 h，以稳定 Pt NPs 并增强 Pt NPs 与 WO3 薄膜之间的接触性能。

 

总之，Pt/WO3 气敏材料被成功制备为氨传感器，所制备的产品显示出对氨的优秀传感响应。结果表明，在 1000 ppm NH3/空气气体、250 °C、1000 ppm NH3/空气气体下，在 1000 ppm NH3/空气气体下获得了 26.9 的优异氨传感响应。此外，检测到 1 ppm NH3/空气的检测下限。该传感器还显示出对氨气的高选择性，工作温度低至 250 °C。