据悉，沈阳工业大学研究者在气敏材料领域取得了突破性进展，他们巧妙地运用一步水热法结合后续的煅烧工艺，成功合成了一维氧化钨纳米针阵列结构。这一研究成果不仅为乙二醇蒸汽的监测与预警提供了强有力的技术支持，也为其他有毒有害气体的检测提供了新的思路和方法。
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乙二醇（Ethylene Glycol, EG），这一在工业领域广泛应用的有机溶剂，不仅是染料与油墨生产的关键成分，也是汽车防冻液不可或缺的一部分。然而，其化学性质的另一面却不容忽视：在高温条件下，EG中的羟基易于发生氧化反应，生成对人体有害的草酸和乙酸。这些有害物质若被人体吸入，可能引发严重的健康问题，包括头晕、呼吸困难，甚至对肾脏和大脑造成永久性损伤。此外，乙二醇的易燃易爆特性，使其在处理与储存过程中必须采取严格的安全措施，以防意外发生。
在此背景下，开发高效、可靠的乙二醇传感器成为了保障人员安全、预防环境污染的迫切需求。氧化钨（WO3），作为金属氧化物半导体气敏材料中的佼佼者，因其成本合理、无毒环保以及在恶劣环境下的高度稳定性，成为了研究者的关注焦点。尤其是近年来，由二维纳米片构建的WO3分级纳米阵列在气敏领域取得了显著进展，其高效的电荷传输能力和空间利用率令人瞩目。
气体传感器图片
然而，一维WO3纳米针阵列在气敏性能上的潜力尚未被充分挖掘。与二维纳米片相比，一维纳米针不仅具有独特的电子传输特性，其择优取向效应也为气敏性能的提升提供了新的思路。
鉴于此，沈阳工业大学研究者就使用水热法制备了氧化钨纳米针阵列结构材料。在400°C的高温煅烧下，WO3纳米针经过精心构筑，形成了淡紫色的多个自支撑阵列。这些阵列不仅结构稳定，而且内部含有适当的C/h-WO3异相结，这种异相结的存在为气敏反应提供了更多的活性位点，加速了气体分子与材料表面的相互作用。同时，纳米针的高度取向性确保了电荷载流子在材料内部的快速传输，进一步提升了传感器的响应速度。
研究表明，WO3纳米针阵列结构的传感器在160°C的工作温度下，对100ppm乙二醇蒸汽展现出了良好的高灵敏度（达到2305）。此外，该传感器还表现出出色的选择性，能够在复杂的气体环境中准确识别出乙二醇蒸汽，大大降低了误报和漏报的风险。
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