WO3气敏材料的制备、改性及其性能研究
直流反应磁控溅射WO3薄膜气敏特性研究
（ ｃ ｏｌ ｆＥｌｃ ｏｉ ｎ ｆ ｒ ｔ ｎＥｎ ｉｅｒｎ Ｓｈ ｏ ｏ ｅｔ ｎｃ ｄｈｒｏｍａｉ ｒ ａ ｏ ｇｎｅｉｇ，Ｔａ ｊｎＵ ｉｅｓｔ ｉｎｉ ｎｖｒｉ ｙ，Ｔａ ｊｎ３ ０ ７ ， ｈｎ ） ｉｎ ｉ ０ ０ ２ Ｃ ｉａ
摘 要 ： 用直流反应磁控溅射法制成纳米结构的ｗ０ 薄膜气敏传感器， ３ 通过 Ｘ Ｄ，Ｅ Ｒ Ｓ Ｍ和Ｘ Ｓ Ｐ 对该薄膜的晶体结构和化学
成 分进 行分析 ， 研究 了不 同基片上制备的 ＷＯ ａ薄膜 的氨敏 特性 与薄膜厚 度 、 退火温 度 的关系． 实验 得到 的薄膜粒 径大小 约
３－０ｎｎ结果 表明 ： ０５ ｒ， 在未抛光 的三氧化二铝基片上沉积厚 Байду номын сангаас为 ４ ｒ ｗ０ ０ｎｎ的 ３薄膜 ， 过 ４ ０ 经 ０ ℃退火 ， 在体积 分数为 ５ ０ ×１
维普资讯
第２ ０卷
第 ４期
传 感 术 学 报 技
ＮＤ ＡＣ ＡＴ Ｓ Ｃ Ｎ Ｅ Ｊ ＵＲ Ｌ Ｏ Ｓ ＮＳ ＨＩＥＳ Ｏ ＮＡ Ｆ Ｅ ＯＲＳ Ａ ＴＵ ｏＲ
Ｖ０ ． ０ Ｎｏ ４ １２ ．
Ａｐｒ ２ ０７ ．０
２０ ０ ７年 ４月
ＮＨ。中的灵敏度达到 ３ ０ 而且气体选择性好 ， ０， 响应一 复时间短， 以作为理想的氨敏元件。 恢 可
关键 词 ： ａ ＷＯ 薄膜； 氨敏传感器； 直流反应磁控溅射
中图分 类号 ： Ｐ ｌ ． ： Ｎ ０ ． ５ Ｔ ２２ ２Ｔ ３４ ０５
文 献标识 码 ： Ａ
文章编 号 ：０ ４１ ９ （ ０ ７ ０ －７ ００ １０ －６ ９ ２ ０ ） ４０ ６ －３
《改性WO3-x光催化性能研究》
《改性WO3-x光催化性能研究》一、引言随着环境问题的日益严重和能源危机的加剧，光催化技术作为一种新兴的环保技术，已经引起了广泛的关注。
WO3作为一种重要的光催化材料，具有较高的光催化性能和良好的化学稳定性，但其在实际应用中仍存在一些限制。
为了提高WO3的光催化性能，研究者们通过改性WO3-x的方法，改善其光吸收性能、提高光生载流子的分离效率等。
本文旨在研究改性WO3-x的光催化性能，并分析其可能的机制和应用前景。
二、文献综述光催化技术在环境保护和能源转化领域具有重要的应用价值。
作为主要的光催化材料之一，WO3在降解有机污染物、水分解制氢等方面表现出良好的性能。
然而，WO3的光催化性能受到其光吸收范围窄、光生载流子易复合等因素的限制。
为了解决这些问题，研究者们采用不同的方法对WO3进行改性。
改性WO3-x的方法主要包括元素掺杂、表面修饰、制备复合材料等。
元素掺杂可以改善WO3的光吸收性能，扩大其光吸收范围；表面修饰可以提高WO3的表面活性，促进光生载流子的分离和传输；制备复合材料则可以利用不同材料之间的协同作用，提高WO3的光催化性能。
这些改性方法在提高WO3的光催化性能方面取得了显著的成果。
三、实验方法本文采用溶胶-凝胶法制备了改性的WO3-x样品。
具体步骤如下：首先，制备出含有不同掺杂元素的WO3前驱体溶液；然后，通过溶胶-凝胶过程得到凝胶体；最后，经过热处理得到改性的WO3-x样品。
在实验过程中，我们通过XRD、SEM、UV-Vis 等手段对样品进行表征，并利用光催化实验评价其性能。
四、实验结果与分析1. 样品表征通过XRD分析，我们发现改性的WO3-x样品具有较好的结晶度和纯度。
SEM图像显示样品具有均匀的形貌和良好的分散性。
UV-Vis分析表明，改性后的WO3-x样品具有更宽的光吸收范围和更高的光吸收强度。
2. 光催化性能评价我们以甲基橙为底物，评价了改性WO3-x样品的光催化性能。
实验结果表明，改性后的WO3-x样品具有更高的光催化降解效率。
三种纳米结构三氧化钨的气敏性研究
三种纳米结构三氧化钨的气敏性研究王新刚;郭一凡;田阳;刘丽丽;张怀龙【摘要】Utilizing ammonium metatungstate [(NH4)6W12O40] as raw material, we produced three kinds of nanostructured WO3 under the same reaction conditions by controlling the concentration of citric acid (C6H8O7). The nanostructured WO3 was characterized by XRD, SEM and TEM. Then, three kinds of gas sensors including WO 3 nanorod gas sensors, WO3 nanoplate gas sensors and WO3 nanoplate/nanorods mixing gas sensors were further manufactured. The sensitivity was measured for three kinds of nanostructured WO 3 gas sensors under the condition of acetone, ammonia and formaldehyde gas respectively. Experimental results show that the sensitivities of the three kinds of nanostructured WO3 firstly increase and then decrease with the increase of temperature at gas concentration of 1 000 ×10-6. In contrast, the sensitivity of WO3 nanoplate gas sensors is the highest among the three kinds of nanostructured WO3 for the three kinds of gases in the range of measuring temperature. The opt imum operating temperature of WO3 nanoplate gas sensor is 350 ℃, 300 ℃, 325 ℃, 250 ℃ and its maximum sensitivity is 25.4, 18.52, 30.29, 18.31 in acetone, ammonia and formaldehyde gas, respectively. The sensitivity of the three kinds of nanostructured WO3 firstly increases and then decreases with the increase of temperature in the acetone gas of 50 × 10-6 and the formaldehyde gas of 100×10-6, respectively. The sensitivityof WO3 nanoplate is obviously higher than that of other twonanostructured WO3. At the optimum operating temperature, the acetone and formaldehyde gas with lower concentration can be detected by using nanoplate WO 3 gas sensor.%试验以偏钨酸铵为钨源，采用水热法在相同的反应条件下，通过控制柠檬酸的加入量，合成了三种纳米结构的三氧化钨，并采用XRD、SEM和TEM对合成的WO3粉末进行分析。
WO_3薄膜材料的气敏性能
WO_3薄膜材料的气敏性能
姜淼;侯峰;徐廷献;徐明霞
【期刊名称】《硅酸盐学报》
【年(卷),期】2004(32)9
【摘要】研究了WO3薄膜材料的制备工艺、气敏性能和贵金属表面改性。
以钨酸为原料、加入有机络合剂的无机盐溶胶凝胶(inorganic solgelmethod,ISG)法合成了WO3薄膜。
确定了最佳ISG工艺制度,即以柠檬酸为络合剂,10次成膜,预处理温度为600℃,烧成温度为650℃。
实验结果表明:WO3是一种n型半导体,其最佳工作温度为550℃。
通过掺杂贵金属制备了Pt/WO3薄膜材料,有效地改善了薄膜的气敏性能,可以在600℃下获得高达4100的灵敏度。
WO3的气敏机理为表面控制型。
【总页数】4页(P1064-1067)
【关键词】氧化钨薄膜;铂;无机盐溶胶-凝胶法;氧气敏感;表面修饰
【作者】姜淼;侯峰;徐廷献;徐明霞
【作者单位】天津大学先进陶瓷与加工技术教育部重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TQ174.6
【相关文献】
1.三维网状结构WO_3纳米材料的合成、表征及气敏性能 [J], 牛新书;崔天露;卢鑫;周建国
2.薄膜气敏材料的性能和研制薄膜气敏元件的工艺探索 [J], 姜维宾;崔艳华;郝福平;褚文珊;裘南畹
3.介孔硅基WO_3纳米颗粒薄膜室温气敏元件特性 [J], 孙凤云;胡明;孙鹏;刘博;张洁
4.WO_3掺杂NiO纳米材料的VOCs气敏性能 [J], 陈环;吴树荣
5.浸渍-提拉法制备WO_3薄膜的气敏性能研究 [J], 杨俊梅;桑海军;毕淑娟
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
《WO3基光阳极构筑及其光电催化特性研究》范文
《WO3基光阳极构筑及其光电催化特性研究》篇一摘要：本文针对WO3基光阳极的构筑及其光电催化特性进行了深入研究。
首先，对WO3材料的基本性质进行了简要介绍，然后详细阐述了光阳极的制备方法与过程。
最后，通过实验数据和结果分析，探讨了WO3基光阳极的光电催化性能及其影响因素，为光电催化领域的发展提供了有益的参考。
一、引言随着人类对清洁能源需求的日益增长，光电催化技术因其高效、环保的特性受到了广泛关注。
WO3作为一种重要的光电催化材料，具有优异的光电性能和催化活性，被广泛应用于太阳能电池、光催化分解水制氢等领域。
然而，WO3基光阳极的构筑及其光电催化特性的研究尚不够深入，限制了其在实际应用中的发展。
因此，本文旨在研究WO3基光阳极的构筑方法及其光电催化特性，为光电催化技术的发展提供有益的参考。
二、WO3材料基本性质WO3是一种重要的n型半导体材料，具有较宽的禁带宽度和较高的光催化活性。
其晶体结构为单斜晶系，具有良好的化学稳定性和热稳定性。
此外，WO3还具有较高的光吸收系数和良好的电子传输性能，使其成为光电催化领域的理想材料。
三、光阳极构筑方法本文采用溶胶-凝胶法结合热处理工艺制备WO3基光阳极。
具体步骤如下：1. 制备WO3前驱体溶液：将钨酸铵溶于乙醇中，加入适量的去离子水，搅拌均匀。
2. 涂覆前驱体溶液：将前驱体溶液均匀涂覆在导电玻璃基底上，控制涂层厚度。
3. 热处理：将涂层置于马弗炉中，进行热处理，使WO3前驱体转化为WO3光阳极。
四、光电催化特性研究1. 实验装置与方法本实验采用三电极体系，以WO3基光阳极为工作电极，铂片为对电极，饱和甘汞电极为参比电极。
电解液为0.5M Na2SO4溶液。
利用紫外-可见分光光度计、电化学工作站等设备，对WO3基光阳极的光电催化性能进行测试。
2. 结果与讨论（1）光谱响应性能通过紫外-可见光谱测试，发现WO3基光阳极在可见光区域具有较好的光吸收性能。
随着光照强度的增加，光电流密度逐渐增大，表明WO3基光阳极具有良好的光谱响应性能。
WO_3基燃气敏感元件的研制
第17卷第3期 湖南工程学院学报 Vo1.17.No .32007年9月 Journalof Hunan I nstitute of Engineering Sep t .2007收稿日期3基金项目湖南省教育厅科研基金资助项目(558)作者简介邓永和(),男,讲师,研究方向气敏智能材料、计算物理学WO 3基燃气敏感元件的研制邓永和1,王冬青1,胡爱钦1,于风梅2(1.湖南工程学院数理系,湖南湘潭411104;2.湖南工程学院数理系应用物理0601班,湖南湘潭411104) 摘 要:在三氧化钨粉体材料中加入4wt %瓷粉,以恒温600℃烧结1h 制成旁热式厚膜可燃性气体敏感元件.采用静态电压测量法,研究了元件的加热功率与元件灵敏度的关系,讨论了元件的响应与恢复特性.实验结果显示:WO 3基元件在加热功率为600m W 时能开发成理想的乙醇、丙酮和汽油敏感元件.关键词:气体敏感元件;WO 3基;灵敏度;旁热式中图分类号:TP212.2 文献标识码:A 文章编号:1671-119X (2007)03-0031-030 引 言三氧化钨粉体材料是较早期研究开发的半导体气敏材料之一,先后出现了以三氧化钨为基体,添加贵金属催化剂制作出了还原性气体的气敏元件[1][2],并相继出现了用于检测H 2S [3][4]、NO 2[5][6]、N O x [7]、NH 3[8]等气敏元件.以上的工作比较全面的探讨了WO 3基元件对单一气体的气敏特性,取得了较好的研究成果,而目前对WO 3基元件在某一个相近系列的气体群或混合气体内探讨元件的气敏性能一直很少报道.有一些文献[1][2][4]显示气敏元件在制备过程中,添加剂的不同,会直接影响到材料的气敏特性.近年来,随着人们生活水平和环保意识的加强,人们对气敏元件提出了更高、更广的要求,在以三氧化钨为基体的元件中添加少量其他物质,能很好的改变元件对敏感气体的选择性和提高元件的灵敏度,因此备受国内外学者的关注.目前天然气、煤气等已经被广泛应用到生活与生产中,汽油、酒精等易挥发的可燃性气体也和人们的生活密切相关,研究一种能够迅速准确的检测这些与生活密切相关的可燃性气体的敏感元件是必要的,也能够适用于矿区可燃性气体浓度的检测,有效地避免安全事故的发生.1 试 验1.1 元件材料与制作工艺试验过程中在三氧化钨分析纯中按物质的质量比加入4%的瓷粉经球磨,采用传统的工艺制作成旁热式厚膜气敏元件,放入马弗炉中以恒温600℃烧结1h,放在空气中自然冷却,用金属铂作为电极,普通的自制绕线电阻作为加热电阻.1.2 测试原理图1 测试原理图 测试电路原理图如图1所示,利用元件电阻的变化引起回路中电阻R L 两端电压的变化,用电压表:2007-0-20:0C 7:1974-:.测量R L 两端电压V L ,测量回路电源采用稳定性很强的电压源,其中V H 为加热电压,V C 为测试电路的工作电压,V S 为元件在一定体积分数的被测气体中R L 两端电压,V 0为元件在空气中R L 两端电压,试验采用静态电压法测试.元件的静态电阻值R [1]:R =(V C V L-1)R L ;(1)元件对被测气体的灵敏度β[1]:β=V S V 0;(2)实验过程中,在一定气体浓度中,R L 两端电压变化到在同样的气体组分与浓度中R L 两端稳定电压的70%和90%时所经历的时间为响应时间;元件从被测气体中置于空气中,R L 两端电压变化到空气中稳定R L 两端电压的70%和90%时所经历的时间为恢复时间.2 实验结果与讨论2.1 气敏特性从表1中可以看出,在不同的加热功率下,元件对相同浓度的各种气体的灵敏度不同,且灵敏度峰值所对应的加热功率也不同,反映了元件对不同气体敏感时的工作温度要求是不同的,要使元件对气体的敏感性能最优,要求我们选择一个比较适合的工作温度.表1显示汽油在加热功率增加的过程中,灵敏度一直呈下降趋势,在低加热功率时,具有很高表1 气体的体积分数为10-3,元件的灵敏度β与加热功率的关系气体200m W 300mW 400m W 500m W 600m W 700m W 800m W 汽油52.1343.0229.2619.5913.879.188.24丙酮 2.457.9314.1518.2717.9318.5815.15乙醇2.16 4.248.079.169.648.237.85CH 4 1.05 1.10 1.16 1.20 1.301.35 1.24CO1.131.281.321.191.161.121.10的灵敏度,远远大于其它的气体,表现出很高的气体选择性.主要是因为低温时,汽油分子在元件表面吸附能力较强,随工作温度的增加吸附能力在下降,元件的灵敏度也会下降,对于汽油外的其他被测气体,元件的加热功率增加到一定时,气体与元件表面的吸附反应加强了,故灵敏度在增加.当加热功率大于700mW 时,元件的灵敏度都下降了,主要表现为由于元件温度的升高,元件本身的电阻率增加比较大,元件与气体的吸附反应能力也在减小,由吸附反应引起的电阻率的减小以及由工作温度增加引起的电阻率增加相互抵消一部分,元件的灵敏度下降了对于除汽油外的其它气体元件在加热功率为600mW 时,元件的灵敏度是比较大的,灵敏性能比较好.实验元件在加热功率为600mW 时,元件对被测气体的灵敏度β与气体浓度的关系见表2,元件对丙酮和汽油很敏感,其次是对乙醇,元件对低浓度的丙酮、汽油、乙醇具有很强的检测能力,比较适合开发出性能优越的气体传感器.而元件对C O 、CH 4的敏感性能却不理想.表2 试验元件在加热功率为600mW 时,元件的灵敏度β与气体体积分数的关系气 体气体体积分数(10-6)1002005001000汽油13.8716.6728.3448.13丙酮17.9319.7825.1434.02乙醇9.0410.2513.9720.14CH 41.101.121.201.312.2 响应与恢复特性元件的响应与恢复特性与元件的材料组成、工作温度、气体成分等因素有关,表3给出了元件在加热功率为600m W ,气体体积分数为10-3时元件的响应与恢复时间.响应的速度快慢依次为丙酮、汽油、乙醇,恢复速度的快慢依次为丙酮、乙醇、汽油,可以发现丙酮具有很好的吸附与脱附能力,比较适合于开发快速反应气敏元件.汽油和乙醇的脱附时间比较长.在实验过程中我们发现当加热功率小于450m W 时,元件的响应时间变化显著,加热功率大于450m W 后,响应时间的改善就不大了,而恢复性能则要求更高的加热功率,当加热功率达到800m W 时,元件的恢复时间就没有很大的变化了.因此在开发元件时,选取合适的加热电压和加热电阻,使加热功率在600m W 时,元件的性能比较好.表3 加热功率为600mW ,气体体积分数为10-3时,元件对不同气体的响应与恢复时间气 体响应时间(s )恢复时间(s )变化70%变化90%变化70%变化90%汽油11.522.338.2107.1丙酮8.314.218.555.0乙醇16.532.028.170.02.3 初期驰豫特性在实验中发现,WO 3基元件的电阻对温度的变化有一个滞后,元件的电阻从加热开始要经过一段时间后才会稳定下来,出现了初期驰豫特性通过测量元件在一定温度下稳定的静态电阻和以一定的升温速率达到同一温度的动态电阻的比较,动态电阻23 湖南工程学院学报 2007年..在300℃的温度下升温先下降,当温度高于300℃后升温,动态电阻开始上升,呈现出一定的半导体特性.在不同的加热功率下,元件达到的稳定值不同,需要的时间不同,加热功率越大电阻的极小值越小,达到极小值所需的时间也越短.3 结论(1)WO 3基中加入质量比为4%的瓷粉制作的旁热式气敏元件对丙酮、汽油、乙醇具有很强的敏感性能,对CO 、CH 4几乎不敏感;(2)WO 3基气敏元件的工作温度直接影响元件的灵敏度,对丙酮、汽油、乙醇在加热功率为600mW 时,具有很好的敏感性能和稳定性能;(3)元件对丙酮具有很好的响应与恢复性能,适合开发快速反应的气体敏感系统.参 考 文 献[1] 邓永和,唐世洪,谭子尤,等.掺杂离子对O 3气敏元件的影响[J ].传感器技术,2002,21(4):13-14.[2] 刘金浩,王 豫,董 亮,等.WO 3基功能材料的研究进展[J ].中国钨业,2005,20(5):17-21.[3] 全宝富,孙良彦.WO 3材料对H 2S 气体的敏感特性[J ].传感器世界,1996,2(2):27-30.[4] 黄世震,林 伟.纳米WO 3-ZnS 系H 2S 气体元件的研制[J ].传感器技术,2001,20(1):21-22.[5] 黄世震,林 伟.纳米WO 3材料对NO 2气敏特性的研究[J ].福州大学学报:自然科学版,2001,29(1):25-27.[6] T ongM S,Da G R,W u YD,et al .WO 3thin fil m preparedby PEC VD T echnique and Its Ga s Ensing P ro pe rties to NO 2[J ].Journa l of Ma t e rials Science,2001,36(10):2535-2538.[7] 赖云锋,黄世震,林 伟,等.用纳米WO 3制作NO x 气敏元件[J ].郑州轻工业学院学报(自然科学版),2000,15(4):49-51.[8] 李 玲,潘庆谊,程知萱,等.C NT -WO 3元件的氨敏特性研究[J ].无机材料学报,2006,21(1):151-156.Research on Com bustible Ga s Sen s or of WO 32Ba sedD E N G Yong -he 1,WAN G Dong -qing 1,HU A i -qin 1,Y U Feng -mei(1.Depa rt ment of Ma thematics and Physics,Hunan I nstit ute of Enginee ring,Xi angtan 411104,China;2.Appgied Physi c s 0601,Dept .of Ma ths .and Phy .,Hunan I nstit ute of Enginee ri ng,Xi angtan 411104,Ch i na )Abstrac t:M ixing 4w t%of porce lain powder int o WO 32based and hea ting f or one hour at stable te mperature 600℃,the heating ty pe thick fil m c om bustible gas sensitive sens or is m anuf actured.The r e lati onshi p bet ween thetepef acti on power and the sensitivity of sensors is studied,and the responding and rec ove r y ti me pr operty is a lso discussed ba sed on the steady v oltage m easure m ethod .The r e sults show that the most opti mum WO 32based com 2bustible gases (ethanol,acet one and ga s oline )sensitive sens ors a r e developed w ith 600mW tepefaction power .Key wor ds:gas sensitive sensor ;WO 32based;sensitivity;heating type33第3期 邓永和等:WO 3基燃气敏感元件的研制。
WO3薄膜气敏光学传感特性研究
Ｃ Ｏ １示 值 误 差 士 ２ ， ＲＰ ０ ， 配气 时 采用 氮 气 作 为零 气 ，
测试气 体氢 气作 为 标气 。 图 １ 示为 掺 Ｐ 所 ｄ的 ＷＯ。 薄膜 在未 通氢气 时及 通 入浓 度为 ０ ２ 氢 气 时 的透光 率 。 ．
开 始 受 到人 们 重 视 ， 国、 色 列 以及 美 国等 先 后 对 德 以 ＷＯ。 的气致 变色 特性展 开 了研究 ［ ７。 ５ ］ ￣ 近几 年我们 对 ｗＯ。 其 掺 杂 薄 膜 的 制 备 、 构 、 及 结 性质 、 气致 变色 及 气 敏 机理 作 了大 量 研 究 。本 文 主要
温度下 烘干 。
些材 料制作 的气 敏器 件一般 是 根据 其 电阻 与气 体 浓度 的关 系来进 行 气敏 检 测 ， 作 气 敏 电阻 型 传 感 器 。该 称 类 传感 器 对 工 作 温 度 有 一 定 要 求 ， 般 需 要 加 温 至 一
６ ３ 以上 ， ７Ｋ 不适 合在 低温 和不 可加 电 场合 下 使用 。为 了克服 电阻型金 属 氧 化 物 气 敏材 料应 用 的局 限性 ， 近 年来 国内外开展 了一些 新材 料 气敏 光学 方法 的研 究 。 三氧 化钨是 一种 良好 的 电阻型 金属 氧 化物 气 敏材 料， 同时也 是一种 理想 的可 控变 色材 料 ， 实现 对 可见 能
维普资讯
助
能
雪 孝
料
２０ 年第８ ３） ０７ 期（ 卷 ８
Ｗ Ｏ３ 膜 气 敏 光 学传 感 特 性 研 究 薄
杨 晓 红 ， 新 强 ， 王 马 勇 冯 庆 ，
（ ．重庆 大学 数理 学 院 ， 庆 ４ ０ ４ １ 重 ０ ０ ４；２ ．重庆 师范大 学 物理 学 与信息 技 术学 院 ， 庆 ４ ０ ４ ） 重 ０ ０ ７ 摘 要 ： ｗＯ 。薄 膜 是 良好 的光 学 气敏 传 感 器材 料 。 采 用溶胶 凝胶 法制 备 了 Ｗｏ。 杂薄膜 ， 样品在 不 同 掺 对
WO3基的掺杂改性研究现状
Ｃｈｉ ａ Ｔｕｎｇ ｔ ｎ Ｉ ｄｕｓ ｒ ｎ ｓｅ ｎ ｔｙ
中圈钨嚣
Ｖｏ．３， ． １２ Ｎｏ５
０ｃ ． ０ ８ ｔ ０ ２
文章编 号 ：０９０２（ ０） —０４０ １０—６２ ０８ ５ ０３—４ ２ ０
Ｗ Ｏ３ 的掺 杂改性研 究现状 基
收稿 日期 ：０ ８ ０ — ７ ２０ — ８ ０ 基金项目： 中国地质大学优秀青年教师 资助计ｇ （ Ｕ Ｑ Ｌ ３ ８ Ｊ ｉＣ Ｇ Ｎ ０ １ ） 作者简介： 美（ ９ ８ ） 女， 陈 １８ 一 ， 山东济南人 ， 跟随导师从事无机非金属材料的研 究 沈 毅 （９ ３ ） 男 ， １７ 一 ， 上海 人， 副教授 ， 主要从事功能材料 的研究。
广泛研究 ＷＯ 电致变色光学特性的同时， ， 其掺杂特
性 也 引起 了人 们 的 注意 ，这 是 因 为 ＷＯ 的吸 收 峰 。
的研 究 ， 并就 其发展 前景 提 出几 点看法 。
（． ｅ ） 不在人 眼 的敏感 区域 内 ， 含 ＷＯ 的混合 １ ｖ 并 ４ 而
１ ＷＯ 基掺杂对 电致变色性能的影响 ，
位 。三氧 化钨 作 为一 种 非 常重 要 的钨 化 合物 ， 具
有 电致 （ 致 ） 光 变色 ［ 气敏 性 、 化和 吸 波 等诸 多功 １ ］ 、 催
能， 在显 示 器 件 、 能 材 料 、 节 气敏 材 料 、 隐形 材 料 和
电池 阳极材 料等 领 域有 着 广泛 的应 用 前景 圆 已有 。
研 究表 明 ， 三氧 化钨 的形 貌 与 结 构 同所 期 望 的应 用 功 能 有着 直 接 的关 系 『 而 三 氧 化 钨 基 材料 的 成 分 ３ １ ，
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
WO3气敏材料的制备、改性及其性能研究
WO3气敏材料的制备、改性及其性能研究
概述
WO3（Tungsten Trioxide）是一种重要的气敏材料，被广泛应用于气体传感器、光催化和电化学器件等领域。
本文将探讨WO3气敏材料的制备方法、改性措施以及其性能研究进展，旨在深入了解WO3气敏材料的特性和应用前景。
一、WO3气敏材料的制备方法
目前，制备WO3气敏材料的方法主要包括物理法、化学法和生物法三种。
1. 物理法：物理法主要采用蒸发法、溅射法和热处理法等。
蒸发法通过升温使WO3在特定条件下蒸发并在冷凝器上沉积成薄膜。
溅射法则利用物理气相沉积的方法，在高真空条件下使WO3靶材蒸发并在基底上形成薄膜。
热处理法是将前驱体在特定温度下进行热分解，得到纳米级WO3材料。
2. 化学法：化学法主要包括溶胶凝胶法、水热法和气相沉积法等。
溶胶凝胶法通过溶胶的凝胶和干燥产生WO3凝胶，再利用焙烧过程将凝胶转变成WO3。
水热法则利用高温高压条件下，通过反应溶液中的化学反应得到WO3纳米颗粒。
气相沉积法通过反应气体中的化学气相在基底上形成WO3。
3. 生物法：生物法是利用生物体或微生物在特定条件下从溶液中还原金属盐，形成WO3纳米颗粒。
这种方法具有环境友好、易操作等特点，受到研究者的广泛关注。
二、WO3气敏材料的改性措施
WO3气敏材料的性能可以通过改性手段进行调控和提高。
常见的改性措施主要有复合改性、掺杂改性和结构调控三种。
1. 复合改性：复合改性是将WO3与其他材料复合制备气
敏材料。
常用的复合材料包括WO3与碳材料、金属氧化物和二维材料的复合。
复合材料的制备可以通过溶胶凝胶方法、共沉淀法和物理混合等方式进行。
2. 掺杂改性：掺杂改性是在WO3结构中引入其他元素，
改变其结构和物性。
常见的掺杂元素包括铟、锡、锑等。
掺杂可以通过溶胶凝胶法、水热法和气相沉积等方法实现。
3. 结构调控：结构调控是通过制备不同形貌和尺寸的
WO3气敏材料来改善其性能。
常见的方法有水热法、微乳液法
和模板法等。
这些方法可以制备出纳米棒、纳米颗粒以及多孔结构等不同形貌的WO3材料。
三、WO3气敏材料的性能研究
WO3气敏材料的吸附性能和传感性能是研究的重点。
吸附性能
可通过气体吸附实验和表面积测定等方法进行评价。
传感性能主要通过电阻测量和气敏特性测试进行评估。
常见的气敏特性包括选择性、灵敏度、响应时间和稳定性等指标。
吸附性能的研究结果表明，WO3气敏材料对多种气体具有
可控的吸附能力，且其吸附性能受到结构和形貌的影响。
传感性能的研究结果显示，WO3气敏材料在气体传感方面表现出良
好的性能，具有较高的选择性和灵敏度，且响应速度较快。
此外，改性措施对提高WO3气敏材料的性能也起到了积极的作用。
结论
WO3气敏材料的制备、改性及其性能研究是当前研究的热点。
通过不同的制备方法和改性措施，可以调控和提高WO3气敏材料的吸附性能和传感性能。
随着研究的深入，WO3气敏材料在
气体传感、光催化和电化学器件等领域的应用前景将更加广阔
综上所述，WO3气敏材料的制备和改性方法多种多样，包括物理、化学和结构调控等方法。
吸附性能和传感性能是研究的重点，吸附性能受结构和形貌的影响，而传感性能表现出良好的选择性和灵敏度，并具有较快的响应速度。
通过不同的制备和改性措施，可以调控和提高WO3气敏材料的性能。
随着研究的深入，WO3气敏材料在气体传感、光催化和电化学器件等领域的应用前景将更加广阔。