纳米氧化钨二氧化氮气体传感膜

作为大气重要污染物之一的二氧化氮（NO₂），主要来源于工业废气及汽车尾气的排放。环境空气中mg/L量级的NO2即会导致酸雨、地表水酸化以及水体富营养化等各种环境效应，并诱发人体患肺水肿、白内障及神经紊乱等疾病。因此，环境大气中NO2浓度的实时监测对防控大气污染、保护人体健康具有重要的意义。

目前，人们为了监测低浓度的NO₂气体，常使用具有电阻型敏感层的氧化钨（WO3）薄膜，该薄膜的制备方法多通过简单的人工刷涂或沉积法将纳米氧化钨涂覆在平面叉指电极或弯曲的陶瓷管基底上。然而这类工艺所制备的氧化钨薄膜的比表面积偏小，制约了探测二氧化氮气体灵敏度的提高。

为克服现有技术中的不足，研究人员开发了一种基于纳米氧化钨的二氧化氮气体传感膜。这种纳米氧化钨二氧化氮气体传感膜的制取过程为：

步骤1，按照重量比为0.2：52的比例将钨酸铵粉体与水混合，并搅拌均匀，得到钨酸铵前驱体溶液；其中，水为去离子水，搅拌为磁力搅拌、时间为1min。

步骤2，先将单层胶体晶体模板浸入钨酸铵前驱体溶液中，待其脱离基底并漂浮于钨酸铵前驱体溶液的表面后，用衬底捞起单层胶体晶体，并使其覆盖于衬底表面，得到覆有单层胶体晶体并渍有钨酸铵前驱体溶液的衬底；其中，单层胶体晶体模板所用的胶体球为聚苯乙烯胶体球，衬底为陶瓷管。再将覆有单层胶体晶体并渍有钨酸铵前驱体溶液的衬底经室温下晾干和置于温度为80℃下干燥30min后，于其表面使用溅射法修饰金膜，得到其表面依次覆有金膜和钨酸铵渍的单层胶体晶体的衬底。之后，将其表面依次覆有金膜和钨酸铵渍的单层胶体晶体的衬底置于温度为300℃下退火40min，得到其表面依次覆有金膜和碗状孔的多孔氧化钨薄膜的衬底。

步骤3，重复步骤2的过程，制得纳米氧化钨二氧化氮气体传感膜。

将制得的纳米氧化钨二氧化氮气体传感膜作为敏感元件，经分别对NO₂、H₂S、C₂H₅OH、C₃H₆O、SO₂、H₂、CH₄进行相同浓度和温度下的多次多批量的测试，其结果显示，目的产物对NO2气体表现出了更高的探测灵敏度、更快速的响应时间、以及更强的选择性。

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