- 上一篇：GAP含能热塑性弹性体材料及其应用技术研究
- 下一篇：炭黑-白炭黑双相粒子填充天然橡胶体系配方研究
Lou X W等[ ]将10 ml盐酸溶液（3 M）在搅拌下滴加到10 ml Na2WO4（0.125 M）中，出现淡黄色沉淀，即为无定形钨酸，将其离心。而后在Na2SO4存在的情况下，加入水，剧烈搅拌1-2 h。最后转移到水热反应釜中，在160～200 ℃下加热2～24 h，制得了W18O49纳米棒。TEM可以看出，其粒径范围为3～10 nm，长度为100～250 nm的。
Gerand B[ ]在120 ℃下得到了正交晶系的WO3水合物，加热后可得到六方晶系三氧化钨。
Shib F等[ ]将3.30g Na2WO4·2H2O溶于20ml蒸馏水中，得到0.50 mol/L Na2WO4溶液，用移液管向其中加入20ml HCl溶液（1.50mol/L），磁力搅拌一分钟后停止，而后将其放入40 ℃的烘箱中，168小时后取出。离心，弃上层清夜，如此五次，得到沉淀物，即为H2WO4。SEM 图像显示，所得产物为四方形，从TEM图像估算，四方形边长约为0.72 μm，厚度约为0.2 μm。
1.2 三氧化钨的应用
三氧化钨（WO3）是一种重要的半导体材料，一种过渡金属氧化物，其禁带宽度在2.5-3.5 eV之间，是间接带隙半导体材料，应用领域十分广泛，因其独特的物理和化学性质引起了人们的广泛关注，也使其在电致变色，光催化，气体传感等方面具有广阔的探索空间和发展前景。纳米三氧化钨（WO3）是近年开发出的一种重要功能材料。
1.2.1 气敏性应用
WO3是一种过渡金属氧化物，因其颗粒小，比表面积大，有显著的表面效应、体积效应及量子效应，而对H2S、NOx、NH3等多种气体具有优异的敏感性。因此常将其制作成气体传感器和气致变色器件，用于探测有毒气体、环境监测、医药行业和过程控制等。
早在1967年，Shaver等人[ ]将钨金属薄膜在电接触区域真空蒸发，而后于空气中在600~750 ℃加热氧化，得到WO3薄膜，其厚度在500 Å和10000 Å。而后真空蒸发炽热的铂丝来活化WO3。研究发现，当周围气体中的水蒸气含量变化时，薄膜的稳态电阻无明显变化；而当空气中存在肼（N2H4），氨（NH3）和硫化氢（H2S）时，薄膜的电阻明显下降。因此可以制作这种材料的气敏传感器，用于检测这些含氢气体(N2H4、NH3和 H2S 等)。这为半导体气敏传感器的实用化奠定了基础。
近年来，有研究结果表明氧化钨气敏传感器对氧化性和还原性气体都具有优异的气敏性能。Barret等人[ ]将APT分解制备WO3，而后加工成WO3基气敏传感器，发现其在469 K时对0.005 ％（体积分数）H2S具有很好的灵敏度，但缺陷是响应时间较长，并提出其反应机理。Akiyama等人[ ]通过600℃下热分解仲钨酸铵，得到WO3粉末，将其烧结成传感元件，发现其对NO和NO2具有良好的气敏特性。Maekawa等人[ ]用Au掺杂WO3所得的气敏传感器对NH3具有良好的气敏性，且掺杂量为0.8wt %时最佳。
一种普遍承认的简单机理认为，当WO3与氧化性气体（例如NOx）接触时，气体分子会被吸附在WO3 材料表面，并从WO3导带中俘获电子，从而在晶粒表面形成耗尽层，使晶界势垒升高，而使材料电导率明显减小。如下举例：
N2+e→(NO2)- ads (1-4)
NO2+(O2)- ads +2e→(NO2)- ads+2O- ads (1-5)
而当WO3与还原性气体（例如H2，NH3）接触时，会发生如下反应：
H2+O- ads→H2O+e (1-6)
2NH3+3O- ads→N2+2H2O+3e (1-7)