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作者:鎢鉬制品生產商、供應商-中鎢在線    文章來源:網路轉載    更新時間:2015-11-27 16:54:26

W03薄膜氫敏機理

三氧化鎢(WO3)是一種重要的氣敏材料,該材料摻雜貴金屬Pd、Pt后對氫氣具有較好的敏感特性,目前國內外對WO3材料的研究非;钴S。首先采用不同方法制備了多種WO3基氫敏材料,然后對其形貌結構進行了表征,并借助紫外-可見分光光度計原位測試了這些樣品的氫敏特性,最后對測試結果進行比較,分析出WO3薄膜材料對氫氣敏感的機理。

(1)分別采用磁控濺射法和溶膠-凝膠法制備了WO3基氫敏薄膜,并進行XRD、SEM測試,結果表明磁控濺射法制備的WO3、Pd/WO3薄膜未經熱處理時均為非晶態(tài),400℃熱處理后轉變?yōu)榫B(tài),薄膜表面平整、光滑、致密;采用溶膠-凝膠法制備的、經過熱處理的WO3、Pt/WO3薄膜均為晶態(tài)結構,表面粗糙度較大,且均呈疏松多孔結構。

(2)將部分WO3、Pd/WO3濺射膜經熱處理轉變?yōu)榫B(tài)結構。借助紫外,可見分光光度計原位測試了WO3、Pd/WO3濺射膜的氫敏特性,測試結果發(fā)現(xiàn):純WO3濺射膜在室溫下對氫氣幾乎不具有響應性,而濺射法制備的Pd/WO3雙層膜在室溫下均對氫氣敏感,且非晶態(tài)雙層膜的氣敏性均好于晶態(tài)雙層膜。另外,膜厚對薄膜的氣敏性也有一定的影響,在所有濺射膜樣品中,Pd(30nm)/WO3(110nm)非晶薄膜的氫敏性能最佳,通入氫氣后,在波長500nm處其相對透過率的變化達到52.4%。

(3)借助紫外-可見分光光度計原位測試了熱處理后的WO3、Pt/WO3溶膠-凝膠膜的氫敏特性。由測試結果發(fā)現(xiàn),所有溶膠-凝膠膜樣品在室溫下均對氫氣敏感,其中Pt/WO3溶膠-凝膠膜在通入4%濃度的氫氣后,在波長500 nm處其相對透過率的變化為36.6%,在波長750 nm處其相對透過率的變化達到57.1%。在氫氣濃度1%~4%的范圍內,Pt/WO3溶膠-凝膠膜對氫氣的響應性與氫氣濃度之間有近似線性關系。

(4)最后對W03薄膜的氫敏機理進行理論分析結合測試數(shù)據(jù)的對比得出結論:WO3薄膜的氣致變色現(xiàn)象由電子在W6+與W5+之間躍遷所導致。

 
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