三氧化鎢基NO2氣體傳感器

二氧化氮（NO2）氣體為有毒有害氣體，對人體呼吸系統(tǒng)損害大，同時(shí)是形成酸雨的主要物質(zhì)。因而NO2氣體的監(jiān)控和檢測，對環(huán)境保護(hù)和健康保障十分重要，研究開發(fā)NO2氣敏傳感器具有學(xué)術(shù)研究價(jià)值和實(shí)用應(yīng)用意義。三氧化鎢（WO3）作為一種近年來發(fā)展起來的半導(dǎo)體功能材料，在氣敏傳感器等領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用，其對NO2氣體表現(xiàn)出良好的氣敏性。

Akiyama等曾報(bào)道WO3陶瓷在300℃工作時(shí)是檢測NOx的高敏感材料。隨后的兩年里人們研究了諸如半導(dǎo)體型、電化學(xué)型等各種類型的NO2氣敏傳感器，并一致認(rèn)為WO3是最具有前景的NO2氣敏傳感器。Inoue等通過在空氣中加熱分解(NH4)10W12O41制備了WO3，并采用絲網(wǎng)印刷法制備了WO3厚膜型NO2氣敏傳感器，該傳感器可以檢測出2~3ppmNO2氣體，而且穩(wěn)定性良好。同年，Sberveglieri等采用磁控濺射法制備了WO3薄膜，并研究了其在200~500℃的溫度范圍內(nèi)對1~10ppmNOx的敏感特性。結(jié)果表明，該薄膜在上述條件對1~10ppm的NOx具有良好的重復(fù)性和氣敏響應(yīng)，并可以選擇性地檢測出CH4、CO和SO2氣體，其在400℃時(shí)對10ppmNOx的靈敏度為118，但是該研究并沒有探討其氣敏機(jī)理。Thomas等采用激光剝蝕法制備了WO3敏感膜并研究了其在60~250℃范圍內(nèi)對NO和NO2的氣敏性能。結(jié)果表明，其靈敏度較低，響應(yīng)時(shí)間長達(dá)數(shù)分鐘。

最近，Xie和Piperno研究了真空熱蒸發(fā)和磁控濺射法制備的WO3薄膜、亞微孔WO3敏感膜及電紡絲法制備的WO3納米纖維對NOx的氣敏性能。例如，Xie采用真空熱沉積法制備了WO3薄膜，研究了其對NO2的敏感特性。結(jié)果表明，敏感膜的退火和工作溫度對NO2的敏感性能起到重要的作用。Piperno等采用電紡絲法制備了直徑為150~200nm的纖維，該納米纖維對CO沒有響應(yīng)，對NO2則具有良好的敏感性能。