現(xiàn)代工業(yè)的迅速發(fā)展,石油、天然氣等資源的過(guò)度使用造成嚴(yán)重的大氣和環(huán)境污染。制造檢測(cè)有毒有害氣體的氣敏傳感材料成為了現(xiàn)在研究的熱點(diǎn)。納米三氧化鎢用作于氣敏傳感材料可以分成四種結(jié)構(gòu)。
(一)零維結(jié)構(gòu)的納米三氧化鎢氣敏材料
零維結(jié)構(gòu)的材料主要是納米球,納米顆粒以及量子點(diǎn)。盡管納米化后的比表面積有提高,但是其造成的大的界面阻礙了電子遷移。所以需要加入貴金屬進(jìn)行改性,提高其氣敏性能。通過(guò)貴金屬的化學(xué)敏化使其吸附氧的數(shù)量增加、電子敏化提高其電子的移動(dòng)速率或者用催化導(dǎo)致納米三氧化鎢費(fèi)米能級(jí)發(fā)生變化。
(二)一維結(jié)構(gòu)納米三氧化鎢氣敏材料
一維結(jié)構(gòu)納米三氧化鎢結(jié)構(gòu)中例如多孔納米線,納米纖維有較高的比表面積,也可以保持良好的化學(xué)和熱穩(wěn)定性。但是單純的納米三氧化鎢無(wú)法滿(mǎn)足較高的氣敏要求,需要摻雜其他金屬氧化物構(gòu)建半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)才可以提高,如摻雜p型半導(dǎo)體或者n型半導(dǎo)體,促進(jìn)其電子轉(zhuǎn)移,提高氣敏性能。
(三)二維結(jié)構(gòu)納米三氧化鎢氣敏材料
典型的二維納米三氧化鎢結(jié)構(gòu)如薄膜、納米片或納米板,有較高的表面活性、表面極化和豐富的氧空位等具有良好的氣敏性能。
(四)三維結(jié)構(gòu)納米三氧化鎢氣敏材料
三維納米三氧化鎢是由納米粒子,納米片形成的分級(jí)結(jié)構(gòu),典型形狀有微球、海膽狀結(jié)構(gòu)等,其獨(dú)特的形貌結(jié)構(gòu)使其具有較大的比表面積、豐富的孔隙率,對(duì)其他氣體有較高的氣敏性能。
零維、一維、二維、和三維納米三氧化鎢材料的合成、界面的調(diào)控和其改性的方法都仍需進(jìn)行深入的研究,以發(fā)揮其最大的作用。