水热法制备氧化钨纳米线气敏材料

氧化钨是一种过渡金属氧化物n型半导体。作为一种功能材料，近年来，大量的研究发现钨基氧化物除作为催化、电致变色、蓄电池电极、太阳能吸收材料和隐形材料之外，还具有热敏、压敏和气敏等半导体功能材料的特性，氧化钨纳米晶膜在气敏传感器、光催化、光电导等方面的应用和研究正越来越多的引起人们的高度重视，尤其是在氧化物半导体气敏传感器应用领域，氧化钨基材料已被认为是检测NO_x、SO_x、NH₃、H₂S等最有前景的新型氧化物气敏材料之一。

氧化钨纳米线与传统的氧化钨材料相比具有更大的比表面积，其在气敏传感器、电致发光、光致发光、电导电极及光催化等方面均具有广泛的应用前景。特别是在氧化物半导体气敏传感器应用领域，氧化钨纳米线除了具有大的比表面积外，还具有更大的表面活性和更强的吸附能力，加快了与气体的反应，从而大大提高了灵敏度并进一步降低了传感器的工作温度。

水热法制备氧化钨纳米线气敏材料由如下方法制备包括以下步骤：

(1)将1.0～1.5克钨酸钠溶于24～30毫升的去离子水中，在冰水浴中磁力搅拌1小时，形成无色透明的钨酸钠溶液；

(2)先向(1)中的溶液中缓慢滴加3.5～4毫升3M/L的盐酸并不断搅拌0.5小时，再缓慢滴加4.6～5.2毫升0.3M/L的草酸并继续搅拌0.5小时形成淡黄色胶束溶液；

(3)将28～30毫升(2)中的胶束溶液转入50ml反应釜并加入25～30克硫酸钾搅拌均匀，然后在180℃的温度下水热处理12～144小时；

(4)将(3)中的水热产物经去离子水和无水乙醇反复洗涤后在65℃的空气气氛下充分干燥，即制得氧化钨纳米线。

2、氧化钨纳米线氨敏传感器由如下方法制备：

(1)配制气敏材料浆料

以上述制备得到的氧化钨纳米线为主要材料，以乙基纤维素和松油醇为粘合剂，并添加玻璃料以增强敏感材料和氧化铝基板之间的粘附力，将上述材料混合并搅拌均匀后制得敏感材料浆料。

(2)元件烧结

将上述(1)中的浆料丝网印刷在被有银电极和引线的氧化铝基板上，在70℃的空气中充分干燥，在箱式炉中于300～500℃的温度下烧结1～2小时，制得氧化钨纳米线氨敏传感器元件。

(3)元件老化

将上述(2)中烧结后的氨敏元件在300℃下老化72小时制成待测氨敏元件。

水热法制备方法和制备步骤非常简单，制备过程中的工艺参数容易控制，整个制备过程的能源消耗非常少，制备的氧化钨纳米线具有大的比表面积，而且由该纳米线制备的氧化钨氨敏传感器对低浓度氨气(1～100ppm)具有很高的灵敏度、良好的重复性和很高的稳定性。

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