三氧化钨纳米棒作为二氧化氮气体传感器

针对低浓度的高灵敏度二氧化氮 (NO2) 气体传感器很重要，因为 NO2 对人体神经系统和呼吸器官有剧毒。氧化钨 (WO3) 是一种流行的 n 型半导体，带隙为 2.6-2.8eV，由于具有高灵敏度、低制造成本和快速响应等优点，已被广泛研究为一种很有前途的检测 NO2 气体的传感材料.

最近，使用偏钨酸铵成功制备三氧化钨纳米棒作为二氧化氮气体传感器，所制备的纳米粉末对 20 ppm 水平的二氧化氮表现出高灵敏度和选择性。三氧化钨纳米棒粉体的合成步骤如下：

WO3纳米粉体采用老化水热法合成。制备偏钨酸铵 [(NH4)10W12O41xH2O]（0.15 mol W）的饱和水溶液，并用 HNO3 (2.2 N) 酸化以产生 ~5 pH。将产品保存在密封的特氟隆容器中并在 60°C 下搅拌一周。然后将 5 ml 老化溶液转移到衬有聚四氟乙烯的不锈钢高压釜中，并在 170 °C 下加热 48 小时。将所得材料过滤，用去离子水洗涤并在室温下在空气中干燥，最后在400℃下煅烧。

通过使用丝网印刷技术制备了纳米结构 h-WO3 的厚膜。在本方法中，通过将合成的 h-WO3 粉末与乙基纤维素（作为临时粘合剂）在丁基卡必醇乙酸酯和松油醇有机溶剂的混合物中混合来配制触变糊剂。 h-WO3 与乙基纤维素的比例保持在 95:05。在配制糊剂时，无机部分与有机部分的比例保持为75:25。将触变糊剂以所需图案丝网印刷在玻璃基材上。将制备好的薄膜在 400°C 下烧制 2 小时。制备的厚膜称为纯h-WO3厚膜。

总之，使用偏钨酸铵成功制备三氧化钨纳米棒作为二氧化氮气体传感器，所制备的纳米粉末对 20 ppm 水平的二氧化氮表现出高灵敏度和选择性。结果表明，氧化钨纳米结构的生长方向沿轴，面间距为0.38 nm。拉曼分析证实其化学结构和氧化态属于氧化钨（WO3）。此外，基于 WO3 纳米棒的传感器对 NO2 表现出高选择性，并在 250°C 的工作温度下对 20 ppm 的 NO2 气体给出 75 (%S) 的响应。它是合成单晶 WO3 团聚纳米棒的一种新颖且具有成本效益的途径，也是一种有前景的 NO2 气敏材料。

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