CuCl₂修饰WO₃对超低浓度H₂S的高灵敏度检测

摘要

采用溶剂热法合成了由纳米线构成的蜂窝状WO₃,再分别与1%（与WO₃的摩尔比）的CuO或CuCl₂混合并研磨处理后,得到CuO-WO₃和Cu²⁺-WO₃复合材料.对WO₃, CuO-WO₃和Cu²⁺-WO₃样品的形貌、组成、价态及能带结构等进行了表征,研究了其对H₂S气体的传感性能.结果表明，纯WO₃对H₂S气体的响应值较低,仅为2.8,而两种复合材料对H₂S检测的灵敏度均显著提高,其中Cu²⁺-WO₃传感器的响应值最高（67.6）,是纯WO₃传感器的24.1倍,且该传感器可实现对超低浓度H₂S气体（20μg/kg）的有效检测,表明其对H₂S气体检测具有高灵敏度,这可能是由于铜离子掺杂大幅提高了WO₃表面的电荷转移效率及分离程度、较低的带隙能导致更多电子参与气体传感反应及Cu²⁺与H₂S之间发生氧化还原反应,从而大幅提高了对H₂S的传感性能.

关键词

WO₃复合物 / 铜离子掺杂 / H₂S / 气体传感 / 传感机理