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g-C3N4修饰的超薄WO3纳米片用于高效丙酮蒸汽检测

DOI：10.1016/j.snb.2018.11.138 期刊：Sensors and Actuators B: Chemical 出版年份：2018 更新时间：2025-09-10 09:29:36
摘要： 本工作采用自组装法制备了超薄WO3纳米片，并通过改变热处理温度调控其晶相与形貌。随后，通过简便的液相超声混合法制备了g-C3N4修饰的WO3纳米片敏感材料。利用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)和Brunauer-Emmett-Teller(BET)等方法，对比研究了WO3纳米片与g-C3N4/WO3纳米复合材料的微观结构、形貌、化学成分、氧化态及比表面积。以丙酮为目标气体，考察了不同g-C3N4负载量的WO3纳米片及g-C3N4/WO3复合材料的传感性能。相比纯WO3纳米片，g-C3N4/WO3气体传感器对丙酮蒸气展现出优异的响应值、选择性、瞬态响应特性及痕量检测能力。研究还探讨了g-C3N4含量对气体灵敏度的影响?；? wt% g-C3N4/WO3的气体传感器在340°C下对100 ppm丙酮的响应值(Ra/Rg)达35，较纯WO3传感器提高约300%。该传感器同时表现出快速响应/恢复速度(9秒/3.8秒)和宽线性检测范围(0.5-500 ppm)。这些独特传感性能归因于超薄WO3纳米片、适宜晶相与多孔表面结构的协同效应，以及g-C3N4的敏化作用——其既增大了比表面积又调控了电学性能。本研究将助力新型丙酮传感器开发，并拓展g-C3N4复合材料的应用领域。
作者： Ding Wang，Shimeng Huang，Huijun Li，Aiying Chen，Ping Wang，Jing Yang，Xianying Wang，Junhe Yang
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究g-C3N4修饰的超薄WO3纳米片对丙酮蒸汽的高效检测

研究成果

g-C3N4/WO3纳米复合传感器对丙酮检测表现出优异的传感性能，包括高响应值、良好的选择性、快速的响应/恢复速度以及宽线性检测范围。WO3超薄纳米片与g-C3N4改性的协同效应提升了整体性能。该研究为开发新型丙酮传感器及拓展g-C3N4复合材料应用提供了可行途径。

研究不足

该传感器的工作温度相对较高（340°C），这可能限制其在某些环境中的应用。本研究主要关注丙酮检测，对其他气体的性能未进行广泛探索。

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