據悉，瀋陽工業大學研究者在氣敏材料領域取得了突破性進展，他們巧妙地運用一步水熱法結合後續的煆燒工藝，成功合成了一維氧化鎢納米針陣列結構。這一研究成果不僅為乙二醇蒸汽的監測與預警提供了強有力的技術支援，也為其他有毒有害氣體的檢測提供了新的思路和方法。
中鎢線上三氧化鎢圖片
乙二醇（Ethylene Glycol, EG），這一在工業領域廣泛應用的有機溶劑，不僅是染料與油墨生產的關鍵成分，也是汽車防凍液不可或缺的一部分。然而，其化學性質的另一面卻不容忽視：在高溫條件下，EG中的羥基易於發生氧化反應，生成對人體有害的草酸和乙酸。這些有害物質若被人體吸入，可能引發嚴重的健康問題，包括頭暈、呼吸困難，甚至對腎臟和大腦造成永久性損傷。此外，乙二醇的易燃易爆特性，使其在處理與儲存過程中必須採取嚴格的安全措施，以防意外發生。
在此背景下，開發高效、可靠的乙二醇感測器成為了保障人員安全、預防環境污染的迫切需求。氧化鎢（WO3），作為金屬氧化物半導體氣敏材料中的佼佼者，因其成本合理、無毒環保以及在惡劣環境下的高度穩定性，成為了研究者的關注焦點。尤其是近年來，由二維納米片構建的WO3分級納米陣列在氣敏領域取得了顯著進展，其高效的電荷傳輸能力和空間利用率令人矚目。
氣體感測器圖片
然而，一維WO3納米針陣列在氣敏性能上的潛力尚未被充分挖掘。與二維納米片相比，一維納米針不僅具有獨特的電子傳輸特性，其擇優取向效應也為氣敏性能的提升提供了新的思路。
鑒於此，瀋陽工業大學研究者就使用水熱法製備了氧化鎢納米針陣列結構材料。在400°C的高溫煆燒下，WO3納米針經過精心構築，形成了淡紫色的多個自支撐陣列。這些陣列不僅結構穩定，而且內部含有適當的C/h-WO3異相結，這種異相結的存在為氣敏反應提供了更多的活性位元點，加速了氣體分子與材料表面的相互作用。同時，納米針的高度取向性確保了電荷載流子在材料內部的快速傳輸，進一步提升了感測器的回應速度。
研究表明，WO3納米針陣列結構的感測器在160°C的工作溫度下，對100ppm乙二醇蒸汽展現出了良好的高靈敏度（達到2305）。此外，該感測器還表現出出色的選擇性，能夠在複雜的氣體環境中準確識別出乙二醇蒸汽，大大降低了誤報和漏報的風險。
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