J. Alloys Compd.：WO3納米纖維的制備及其NO2氣敏性能研究

DOI: 10.1016/j.jallcom.2021.158745

WO3是一種經過廣泛研究的氣體傳感器材料，通常對NO2的檢測表現出良好的靈敏度和選擇性。在這項研究中，評估了加熱速率對由靜電紡絲合成的WO3納米纖維厚度和粒徑的影響。使用XRD、拉曼和UV-Vis光譜以及FEG-SEM、TG-DTA和BET法對材料進行了分析。結果表明，在500℃下獲得了粒徑隨加熱速率變化的連續納米纖維。由于其較高的比表面積，研究了以10℃/min煅燒的WO3納米纖維（NF500-10）的氣敏性能。NF500-10裝置可在150℃至300℃的溫度范圍內，對低濃度和高濃度的NO2提供較高的傳感器信號。150℃下，對于25ppm NO2的傳感器信號明顯高于之前幾份報告中的值。此外，在所有工作溫度下均觀察到其對潛在干擾物（H2和CO）的高選擇性。本文提出了一種基于NO2分子與WO3納米纖維表面相互作用的傳感機制來解釋這種高傳感器響應。總之，WO3納米纖維是一種很有吸引力的傳感材料，能夠以優異的選擇性檢測低濃度和高濃度的NO2。

圖1.WO3納米纖維的TG-DTA曲線。

圖2.（A）煅燒前的納米纖維以及（B）NF500-1，（C）NF500-5，（D）NF500-10和（E）NF550-5 WO3納米纖維的SEM圖像。

圖3.NF500-1、NF500-5和NF500-10 WO3納米纖維的（A）納米纖維厚度和（B）粒經分布曲線以及（C）氮氣吸附/解吸等溫線。

圖4.NF500-1、NF500-5和NF500-10 WO3納米纖維的（A）XRD，（B）拉曼光譜和（C）UV-Vis分析。

圖5.在150℃至300℃的工作溫度下，NF500-10裝置的（A）電阻與時間的關系以及（B）傳感器信號與NO2濃度的關系。

圖6.在150℃至300℃的工作溫度下，NF500-10裝置對（A）H2和（B）CO的傳感器信號隨時間的變化。（C）對100ppm NO2、H2和CO的相對選擇性。