三氧化钨气敏性能测试

三氧化钨是过渡族金属氧化物，具有半导体特性，是一种极具潜力的气敏材料，对多种气体有敏感性，尤其是有毒气体。近年来，随着纳米技术的出现，人们发现，纳米三氧化钨具有更高灵敏度和响应速度。

制备纳米三氧化钨的方法主要有三大类，气相法、液相法和固相法。一般来说，液湘中的水热法凭借其经济、成本低、易操作等优点成为最为广泛的制备纳米 WO₃的方法。水热法是指在密封的压力容器（如反应釜）中，以水或水与有机物的混合物为溶剂，把压力容器置于一定温度下，使混合溶液的化学反应在高温高压的条件下进行。

常用来制造气敏元件的三氧化钨主要有纳米棒、纳米板、纳米板棒状混合结构等形态，至于最终会变成何种形态，一般都是在水热合成的过程中通过调节参数而形成的结果，因此，即便是用同一种水热法制取纳米三氧化钨，往往也会因为调节剂不同，温度不同，而使得操作手法五花八门，最终的纳米结构也不同。

有学者使用水热法制取三氧化钨，为了验证以上三种结构的气敏性能，使用柠檬酸作酸化剂，将偏钨酸铵和硫酸钠混合，依次溶解到蒸馏水中，按一定的比例在混合溶液加入柠檬酸，通过柠檬酸加入量的调节，还原出棒状、板状、板棒状混合结构三种结构的纳米三氧化钨。

通过对三种结构的测试得出以下结论，纳米板状、纳米板棒状、纳米棒状 WO₃的 BET 比表面积分别为 17.55 m²/g、11.01 m²/g、10.57 m²/g，可以看出比表面积是纳米板状>纳米板棒状>纳米棒状。可以说，比表面积就是决定纳米三氧化钨气敏性的关键，所以结果也就一目了然了。

在相同浓度的丙酮、氨气和甲醛三种气体氛围下，纳米板状三氧化钨的气敏性能都是最好的，这主要是由于纳米板状三氧化钨具有较高的比表面积，能显著改变晶体的有效电阻，增加气体反应活性位点。对于气敏反应来说，金属氧化物的表面活性位点越多，气敏反应就越激烈，气敏元件的选择性和灵敏度越高。

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