近期，沈陽工業(yè)大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)取得了突破性進(jìn)展，他們成功地制造出了獨(dú)特的紫丁香狀自支撐氧化鎢納米針陣列，該陣列結(jié)合了立方與六方晶相結(jié)構(gòu)，展現(xiàn)出非凡的電子傳輸性能和擇優(yōu)方向效應(yīng)。這一創(chuàng)新材料被視為金屬氧化物敏感材料中的佼佼者，特別適用于開發(fā)高靈敏度的乙二醇（EG）氣體傳感器。
中鎢在線氧化鎢圖片
乙二醇作為一種不可或缺的有機(jī)溶劑，在染料、油墨制造以及發(fā)動(dòng)機(jī)防凍液等領(lǐng)域扮演著重要角色。然而，其分子中的羥基在特定溫度下會(huì)氧化生成草酸和乙酸，這些物質(zhì)無色無味，對(duì)人體健康構(gòu)成潛在威脅，包括引發(fā)頭暈、呼吸障礙，甚至對(duì)腎臟和大腦造成損害。此外，乙二醇在特定條件下還具有燃燒和爆炸的風(fēng)險(xiǎn)，因此，開發(fā)高效的乙二醇蒸汽傳感器對(duì)于保障公共安全至關(guān)重要。
氧化鎢（WO3）作為一種典型的n型半導(dǎo)體材料，因其成本合理、無毒且化學(xué)穩(wěn)定性好，在氣體傳感領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。特別是，由二維納米片構(gòu)建的WO3分級(jí)納米陣列，因其獨(dú)特的空間結(jié)構(gòu)和電荷傳輸路徑，引起了研究人員的廣泛關(guān)注。然而，到目前為止，關(guān)于一維納米針?biāo)鶚?gòu)成的納米陣列如何影響氧化鎢的氣敏性能，學(xué)術(shù)界的研究仍然相對(duì)匱乏。
乙二醇?xì)怏w傳感器圖片
與納米片、納米管等其他形態(tài)相比，一維WO3納米針陣列因其高度定向生長(zhǎng)和優(yōu)異的傳感性能而備受青睞。在提升WO3氣敏材料性能方面，除了形態(tài)控制外，異質(zhì)結(jié)構(gòu)的引入也是一種有效的改性方法。由相同材料組成的同質(zhì)異相結(jié)因晶格匹配度高，在界面電荷轉(zhuǎn)移方面展現(xiàn)出獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。
為了解決上述的問題，沈陽工業(yè)大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)通過優(yōu)化水熱法和后續(xù)煅燒工藝，成功制備了具有淡紫色外觀的多個(gè)自支撐氧化鎢納米針陣列。這些陣列不僅具有適當(dāng)?shù)牧⒎?六方相結(jié)，還呈現(xiàn)出高度取向的納米針結(jié)構(gòu)。研究表明，在160°C的工作溫度下，氧化鎢納米針陣列傳感器對(duì)乙二醇具有較高的靈敏度，同時(shí)表現(xiàn)出卓越的選擇性。該研究成果為乙二醇?xì)怏w傳感器的開發(fā)提供了新的思路和技術(shù)支持。
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