二氧化氮（NO₂）主要源于汽车尾气、工业废气，高浓度的NO₂会引起多种环境问题，如光学烟雾、酸雨等，它是影响空气质量的重要污染物之一。同时，较高浓度的NO₂也对人体产生危害，研究表明，当浓度超过200ug/m³时，二氧化氮会严重危害人体呼吸系统。三氧化钨作为近年来发展起来的半导体功能材料，它对NO₂气体展现出良好的气敏性能。

 

最早发现并报道三氧化钨对二氧化氮的气敏性质是在1991年，Aliyama等发现了三氧化钨在300°C时是检测二氧化氮的良好敏感材料。二氧化氮在三氧化钨表面的反应机理为：当二氧化氮到达三氧化钨表面时，由于NO₂亲电子能力比吸附氧强，NO₂就会从吸附氧离子中或从三氧化钨导带中夺得电子，从而使得WO₃表面耗尽层宽度及势垒高度提高，WO₃导电率下降，电阻升高。

 

传统的制备三氧化钨基半导体NO₂气体传感器的方法是溶胶-凝胶法，这种方法制备的传感器对二氧化氮的灵敏度较高，但是其响应恢复慢，并且难以控制加入的浓盐酸的量。另外，有研究提出气相反应法和改进的溶胶-凝胶法，得到对低浓度二氧化氮有非常高的灵敏度、响应恢复速度快的纳米三氧化钨NO₂气体传感器。此外，也有利用热喷涂法制备三氧化钨气敏层的报道，其对低浓度的二氧化氮气体展现出良好的响应性。

 

近年来，物理气相沉积法也被广泛应用于三氧化钨基气敏层的制备，李伟等利用磁控溅射制备了平均粒径小、比表面积大的三氧化钨薄膜，显著提高了三氧化钨对二氧化氮气体的灵敏程度，具有良好的选择性；赵岩等采用脉冲激光溅射技术沉积三氧化钨薄膜，经热处理，得到具有三斜晶系的三氧化钨薄膜，其灵敏度随着工作温度的降低不断提高，但是响应和恢复时间延长了。

 

另外，低维纳米材料，如纳米片、纳米线、纳米管等三氧化钨气敏传感器，不仅增加气敏元件的比表面积，还可以控制材料的暴露面，使得WO₃基NO₂气体传感器具有良好的响应，改善灵敏度。