CN113030196B - 一种wo3气敏材料的制备方法、制得的气敏材料及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种WO3气敏材料的制备方法，涉及MEMS气体传感器技术领域，本发明包括以下步骤：将钨酸钠进行酸化处理，酸化处理时采用的酸浓度为1‑8mol/L，控制溶液的H+浓度为0.001‑3mol/L，然后将混合反应体系进行稳定处理，稳定处理结束后，将产物进行清洗、干燥，然后进行热处理，即获得WO3气敏材料。本发明还提供采用上述方法制得的WO3气敏材料及其应用。本发明的有益效果在于：本发明制得的WO3气敏材料对三甲胺具有较高的响应值，对50ppm的三甲胺响应值最高可达到83，相对于常见的气体检测，具有很好的选择性。对10ppm浓度的三甲胺具有较高的灵敏度。

Description

一种WO3气敏材料的制备方法、制得的气敏材料及其应用
技术领域
本发明涉及气体传感器技术领域，具体涉及一种WO3气敏材料的制备方法、制得的气敏材料及其应用。
背景技术
在日常生活中，通常在鱼类和海鲜变质过程中产生三甲胺(TMA)。随着鱼的新鲜程度的不断降低，鱼体内的三甲胺不断增加，鱼的腥味不断变浓，因此，可以把三甲胺的测定值作为鱼类腐败情况的重要参数。据报道(Y. Wang,S.Zhang,C.Huang,F.Qu,D.Yao,H.Guo,H.Xu,C.Jiang and M.Yang, Dalton Trans.,Mesoporous WO3 modified by Aunanoparticles for enhanced trimethylamine gas sensing properties,2020,DOI:10.1039/D0DT03131C)， TMA浓度小于10ppm被认为是新鲜的；TMA浓度范围在10-50ppm为初步腐败，TMA浓度大于60ppm为腐败持续过程。另外TMA存在潜在的致癌性和毒性，被定义为较强的环境污染物。当吸入TMA时，会对人体造成不适，如头痛，恶心。国家职业安全卫生研究院规定人类的允许接触限制是： 10ppm浓度环境内持续10h，15ppm浓度环境内持续15min。因此，快速测定 TMA的浓度对鱼类新鲜度的识别和人类健康至关重要。
三甲胺的测试方法有许多，如感官指标评价方法、微生物学指标评价方法、挥发性物质指标评价方法等，其中挥发性物质指标评价方法中气体传感器的快速测定已逐渐引起研究人员的兴趣。半导体金属氧化物气体传感器有很好的敏感性，其中三氧化钨(WO3)作为典型n型半导体得到广泛应用。
如公开号为CN108483498A的专利申请公开一种用于三甲胺气体传感器的厚度可控的WO3纳米片的制备方法，该专利申请制备出厚度可控的 WO3纳米片，同时将该纳米片涂覆在Al2O3陶瓷管上，但是该专利申请中的气体传感器对250ppm三甲胺气体的响应值为8.2，很难满足实际应用的需求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于现有技术中的WO3气敏材料、敏感芯片和气体传感器对三甲胺的气体响应值较低。
本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题：
一种WO3气敏材料的制备方法，包括以下步骤：将钨酸钠进行酸化处理，酸化处理时采用的酸浓度为1-8mol/L，控制溶液中H+浓度为 0.001-3mol/L，然后将混合反应体系进行稳定处理，稳定处理结束后，将产物进行清洗、干燥，然后进行热处理，即获得WO3气敏材料。
有益效果：本发明制得的WO3气敏材料对三甲胺具有较高的响应值，对50ppm的三甲胺响应值最高可达到83，相对于常见的气体检测，具有很好的选择性。对10ppm浓度的三甲胺具有较高的灵敏度。
本发明采用液相沉淀法制备WO3，在钨酸钠溶液中直接加入酸来获得黄钨酸沉淀，后经过煅烧得到WO3。当溶液的H+浓度值不在上述范围内时，若溶液H+浓度值过低，即溶液酸度不够，要使钨酸钠充分沉淀，需要加入很多体积的酸溶液，不利于实验操作，当溶液体积超过反应釜体积的2/3 量，将无法进行稳定处理；若溶液的H+浓度值过高，即在使用高强度酸时，实际操作中存在危险性。
在相同实验操作条件下，一滴高浓度的酸的加入，会快速沉淀更多的钨酸钠，最终制备的WO3材料颗粒会呈团聚、形貌偏大的形态，降低材料的有效比表面积，影响材料的气敏性能，因此，将酸浓度设置为1-8mol/L。
稳定处理的目的在于控制反应条件可控。
优选地，所述钨酸钠采用盐酸、硫酸或硝酸进行酸化处理。
优选地，所述稳定处理步骤包括将所述混合反应体系进行水热反应。
优选地，所述水热反应温度为120-200℃。
优选地，所述稳定处理步骤包括将所述混合反应体系在15-80℃保温2-24h。
该步骤中，温度越高，对应的保温时间越短，为了确保不同批次传感器气敏性的一致性，该步骤中每次设置的保温温度相同。
优选地，所述热处理温度为300-650℃，热处理时间为1h以上。
有益效果：可以通过调整热处理条件获得不同晶型的WO3，采用上述热处理温度和时间，获得的WO3材料属于斜方晶系，对三甲胺具有较高的响应值。
优选地，将钨酸钠溶于水，然后在搅拌条件下，滴加硫酸、盐酸或硝酸。
优选地，所述钨酸钠的质量与水的体积之比为0.3-3g：20-30mL。
优选地，采用水、乙醇对产物进行清洗。
优选地，还加入柠檬酸或草酸，所述钨酸钠与柠檬酸或草酸的质量比为0.5-3:1。
有益效果：柠檬酸或草酸的加入，可以制备形状更为规整、呈方形形貌的WO3气敏材料，对三甲胺具有很好的选择性，同时能够对氨气得到较好的响应，可以根据实际应用场景微调传感器的性能。
优选地，还加入金属元素，所述金属元素修饰或掺杂WO3气敏材料。
优选地，所述金属元素包括Pt、Pd、Au、Sn或Cu中的一种或多种。
有益效果：Pt、Pd、Au元素属于贵金属增敏机制，Sn、Cu等属于异价金属阳离子掺杂、表面修饰，掺杂修饰后的材料中会存在大量的氧空位、间隙原子、晶格位错等缺陷，这些缺陷通常具有较高的能量可以为气体的吸附和反应提供大量的活性位点，从而推动表面反应的进行，提升灵敏度。
优选地，所述金属元素掺杂WO3气敏材料的方法包括以下步骤：将酸化处理的混合反应体系与金属元素混合，然后进行稳定处理。
优选地，所述金属元素修饰WO3气敏材料的方法包括以下步骤：将制得的WO3气敏材料分散在水中，加入金属元素，超声处理，然后加入NaBH4溶液，搅拌后，离心，洗涤，将产物进行干燥、煅烧。
本发明还提供一种采用上述制备方法获得的WO3气敏材料。
有益效果：本发明制得的WO3气敏材料对三甲胺具有较高的响应值，对50ppm的三甲胺响应值最高可达到83，相对于常见的气体检测，具有很好的选择性。对10ppm浓度的三甲胺具有较高的灵敏度。
本发明还提供一种MEMS敏感芯片的制备方法，包括以下步骤：将 WO3气敏材料制成均匀浆料，涂覆在MEMS加热器上，然后进行热处理，即获得MEMS敏感芯片。
有益效果：将本发明中的WO3气敏材料应用于MEMS敏感芯片的制备，制备方法简单，用于检测三甲胺可以得到很好的响应及选择性，且该敏感芯片易于小型化、便携式、集成化、模块化、智能化，能够满足未来市场发展的需求。
优选地，所述MEMS加热器的尺寸为1.0×1.0×0.5mm。
优选地，所述热处理温度为400-600℃，热处理时间为1-2h。
本发明还提供一种由上述制备方法制得的MEMS敏感芯片。
有益效果：本发明制得的MEMS敏感芯片用于检测三甲胺可以得到很好的响应及选择性，且该敏感芯片易于小型化、便携式、集成化、模块化、智能化，能够满足未来市场发展的需求。
本发明还提供一种包括上述MEMS敏感芯片的MEMS气体传感器。
有益效果：将本发明中的MEMS气体传感器用于检测三甲胺可以得到很好的响应及选择性，且该气体传感器易于小型化、便携式、集成化、模块化、智能化，能够满足未来市场发展的需求。
优选地，所述MEMS气体传感器的制备方法包括以下步骤：将MEMS 敏感芯片进行封装，即获得MEMS气体传感器。
本发明的优点在于：本发明制得的WO3气敏材料对三甲胺具有较高的响应值，对50ppm的三甲胺响应值最高可达到83，相对于常见的气体检测，具有很好的选择性。对10ppm浓度的三甲胺具有较高的灵敏度。
本发明采用液相沉淀法制备WO3，在钨酸钠溶液中直接加入酸来获得黄钨酸沉淀，后经过煅烧得到WO3。当溶液的H+浓度值不在上述范围内，若溶液的H+浓度值过低，即溶液酸度不够，要使钨酸钠充分沉淀，需要加入很多体积的酸溶液，不利于实验操作，当溶液体积超过反应釜体积的2/3 量，将无法进行水热反应处理体形貌；若溶液的H+浓度值过高，即在使用高强度酸时，实际操作中存在危险性，同时相同的实验操作，一滴高浓度的酸的加入，会快速沉淀更多的钨酸钠，最终的WO3材料颗粒会呈团聚、形貌偏大的形态，降低材料的有效比表面积，影响材料的气敏性能。
稳定处理的目的在于控制反应条件可控。
将本发明中的WO3气敏材料应用于MEMS敏感芯片和MEMS气体传感器，制备方法简单，用于检测三甲胺可以得到很好的响应及选择性，且该敏感芯片具有低功耗(25-30mW)、易小型化、便携式、集成化、模块化、智能化，能够满足未来市场发展的需求。
稳定处理温度越高，对应的保温时间越短，为了确保不同批次传感器气敏性的一致性，该步骤中每次设置的保温温度相同。
可以通过调整热处理条件获得不同晶型的WO3，采用上述热处理温度和时间，获得的WO3材料属于斜方晶系，对三甲胺具有较高的响应值。
柠檬酸或草酸的加入，可以制备形状更为规整、呈方形形貌的WO3气敏材料，对三甲胺具有很好的选择性，同时能够对氨气得到较好的响应，可以根据实际应用场景微调传感器的性能。
Pt、Pd、Au元素属于贵金属增敏机制，Sn、Cu等属于异价金属阳离子掺杂，掺杂后的材料中会存在大量的氧空位、间隙原子、晶格位错等缺陷，这些缺陷通常具有较高的能量可以为气体的吸附和反应提供大量的活性位点，从而推动表面反应的进行，提升灵敏度。
附图说明
图1为本发明实施例1中WO3气敏材料的形貌表征图；
图2为本发明实施例1中MEMS气体传感器的气敏特性曲线；
图3为本发明实施例1中MEMS气体传感器对不同气体的响应选择性；
图4为本发明实施例2中WO3气敏材料的形貌表征图；
图5为本发明实施例2中MEMS气体传感器的气敏特性曲线；
图6为本发明实施例2中MEMS气体传感器对不同气体的响应选择性；
图7为本发明实施例3中WO3气敏材料的形貌表征图；
图8为本发明实施例3中MEMS气体传感器的气敏特性曲线；
图9为本发明实施例3中MEMS气体传感器对不同气体的响应选择性；
图10为本发明实施例4中WO3气敏材料的形貌表征图；
图11为本发明实施例4中MEMS气体传感器的气敏特性曲线；
图12为本发明实施例4中MEMS气体传感器对不同气体的响应选择性。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下述实施例中所用的试验材料和试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
实施例中未注明具体技术或条件者，均可以按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。
实施例1
基于WO3气敏材料的MEMS气体传感器的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备WO3气敏材料：将3g Na2WO4·2H2O溶于20ml水中，在搅拌的条件下，逐滴加入浓度为6mol/L的硫酸，调节溶液的H+浓度值为 2.4mol/L，搅拌2h，30℃保温24h，将得到的沉淀用水、乙醇交替离心清洗后，在80℃干燥12h，然后于300℃下热处理2h，得到WO3气敏材料。其中H+浓度的测定方法为现有技术，本实施例中不再详细描述。
(2)基于WO3气敏材料的MEMS敏感芯片的制备：将WO3气敏材料与溶剂混合后，球磨制成均匀浆料，其中溶剂包括但不仅限于1mL乙醇和 0.25mL乙二醇混合溶液，WO3气敏材料的加入量为0.1g，将浆料涂覆在 MEMS加热器上，然后于400℃热处理2h。本实施例中MEMS加热器的尺寸为1.0×1.0×0.5mm，但不仅限于该尺寸。
(3)MEMS气体传感器的制备：将步骤(2)中的MEMS敏感芯片进行封装，即获得MEMS气体传感器，其中封装方法为现有技术。
实施例2
基于WO3气敏材料的MEMS气体传感器的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备WO3气敏材料：将3g Na2WO4·2H2O溶于20ml水中，在搅拌的条件下，逐滴加入浓度为6mol/L的硫酸，调节溶液的H+浓度值为 2.4mol/L，搅拌2h，30℃保温24h，将得到的沉淀用水、乙醇交替离心清洗后，在80℃干燥12h，500℃下热处理2h，得到WO3气敏材料。其中H+浓度的测定方法为现有技术，本实施例中不再详细描述。
(2)基于WO3气敏材料的MEMS敏感芯片的制备：将WO3气敏材料与溶剂混合后，球磨制成均匀浆料，其中溶剂包括但不仅限于1mL乙醇和0.25mL乙二醇混合溶液，WO3气敏材料的加入量为0.1g，将浆料涂覆在 MEMS加热器上，然后于500℃热处理2h。本实施例中MEMS加热器的尺寸为1.0×1.0×0.5mm，但不仅限于该尺寸。
(3)MEMS气体传感器的制备：将步骤(2)中的MEMS敏感芯片进行封装，即获得MEMS气体传感器，其中封装方法为现有技术。
实施例3
基于WO3气敏材料的MEMS气体传感器的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备WO3气敏材料：将0.5g Na2WO4·2H2O和0.3g柠檬酸溶于 30ml水中，搅拌30min后，在搅拌的条件下，逐滴加入6mol/L的盐酸调节溶液的H+浓度为0.1mol/L。搅拌60min后，将混合溶液转至50ml反应釜，放入干燥箱，在200℃条件下反应12h。水热反应结束后，将沉淀用水、乙醇交替离心清洗后，在80℃干燥4h，450℃下热处理1h，得到WO3气敏材料。其中H+浓度的测定方法为现有技术，本实施例中不再详细描述。
(2)基于WO3气敏材料的MEMS敏感芯片的制备：将WO3气敏材料与溶剂混合后，球磨制成均匀浆料，其中溶剂包括但不仅限于1mL乙醇和 0.25mL乙二醇混合溶液，WO3气敏材料的加入量为0.1g，将浆料涂覆在 MEMS加热器上，然后于500℃热处理2h。本实施例中MEMS加热器的尺寸为1.0×1.0×0.5mm，但不仅限于该尺寸。
(3)MEMS气体传感器的制备：将步骤(2)中的MEMS敏感芯片进行封装，即获得MEMS气体传感器，其中封装方法为现有技术。
实施例4
基于WO3气敏材料的MEMS气体传感器的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备WO3气敏材料：将0.5g Na2WO4·2H2O和0.3g柠檬酸溶于 30ml水中，搅拌30min后，在搅拌的条件下，逐滴加入6mol/L的盐酸调节溶液的H+浓度为0.1mol/L。搅拌60min后,将混合溶液转至50ml反应釜,放入干燥箱，在160℃条件下反应12h。水热反应结束后，将沉淀用水、乙醇交替离心清洗后，在80℃干燥4h，450℃下热处理1h，得到WO3气敏材料。其中H+浓度的测定方法为现有技术，本实施例中不再详细描述。
(2)基于WO3气敏材料的MEMS敏感芯片的制备：将WO3气敏材料与溶剂混合后，球磨制成均匀浆料，其中溶剂包括但不仅限于1mL乙醇和 0.25mL乙二醇混合溶液，WO3气敏材料的加入量为0.1g，将浆料涂覆在 MEMS加热器上，然后于500℃热处理2h。本实施例中MEMS加热器的尺寸为1.0×1.0×0.5mm，但不仅限于该尺寸。
(3)MEMS气体传感器的制备：将步骤(2)中的MEMS敏感芯片进行封装，即获得MEMS气体传感器，其中封装方法为现有技术。
实施例5
基于WO3气敏材料的MEMS气体传感器的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备WO3气敏材料：将0.3g Na2WO4·2H2O溶于30ml水中，搅拌30min后，在搅拌的条件下，逐滴加入3mol/L的盐酸调节溶液的H+浓度为0.01mol/L。搅拌10min后，向溶液中加入草酸0.2g，继续搅拌20min，将混合溶液转至50ml反应釜，放入干燥箱，在180℃条件下反应16h。水热反应结束后，将沉淀用水、乙醇交替离心清洗后，在80℃干燥4h，600℃下热处理1h，得到WO3气敏材料。其中H+浓度的测定方法为现有技术，本实施例中不再详细描述。
(2)基于WO3气敏材料的MEMS敏感芯片的制备：将WO3气敏材料与溶剂混合后，球磨制成均匀浆料，其中溶剂包括但不仅限于1mL乙醇和 0.25mL乙二醇混合溶液，WO3气敏材料的加入量为0.1g，将浆料涂覆在 MEMS加热器上，然后于500℃热处理2h。本实施例中MEMS加热器的尺寸为1.0×1.0×0.5mm，但不仅限于该尺寸。
(3)MEMS气体传感器的制备：将步骤(2)中的MEMS敏感芯片进行封装，即获得MEMS气体传感器，其中封装方法为现有技术。
实施例6
基于WO3气敏材料的MEMS气体传感器的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备WO3气敏材料：将3g Na2WO4·2H2O溶于20ml水中，在搅拌的条件下，逐滴加入10mL浓度为6mol/L的硝酸，调节溶液的H+浓度为 2mol/L，搅拌2h，30℃保温24h，将沉淀用水、乙醇交替离心清洗后，在 80℃干燥12h，500℃下热处理2h，得到WO3气敏材料。其中H+浓度的测定方法为现有技术，本实施例中不再详细描述。
(2)基于WO3气敏材料的MEMS敏感芯片的制备：将WO3气敏材料与溶剂混合后，球磨制成均匀浆料，其中溶剂包括但不仅限于1mL乙醇和 0.25mL乙二醇混合溶液，WO3气敏材料的加入量为0.1g，将浆料涂覆在 MEMS加热器上，然后于400℃热处理2h。本实施例中MEMS加热器的尺寸为1.0×1.0×0.5mm，但不仅限于该尺寸。
(3)MEMS气体传感器的制备：将步骤(2)中的MEMS敏感芯片进行封装，即获得MEMS气体传感器，其中封装方法为现有技术。
实施例7
基于Pt修饰WO3气敏材料的制备方法，包括以下步骤：
在搅拌下将实施例2中得到的0.3g WO3气敏材料分散到100mL水中，然后加入8mL0.0077M H2PtCl6，超声处理20min。然后加入10mL 0.03M NaBH4溶液，搅拌3h后，进行离心操作，用水和无水乙醇洗涤，在80℃下干燥。产物在500℃下煅烧1h，得到Pt修饰WO3气敏材料。
实施例8
基于Pd掺杂WO3气敏材料的制备方法，包括以下步骤：
将0.5g Na2WO4·2H2O和0.3g柠檬酸溶于30ml水中，搅拌30min后，在搅拌的条件下，逐滴加入6mol/L的盐酸调节溶液的H+浓度为0.1mol/L。 15min之后，在溶液中加入0.5mL 2.5％PdCl2盐酸溶液，搅拌60min后，将混合溶液转至50ml反应釜，放入干燥箱，在200℃条件下反应12h。水热反应结束后，将沉淀用水、乙醇交替离心清洗后，在80℃干燥4h，450℃下热处理1h，得到Pd掺杂WO3气敏材料。
实施例9
基于Au修饰WO3气敏材料的制备方法，包括以下步骤：
在搅拌下将实施例1中得到的0.1g WO3气敏材料分散到50mL水中，然后加入6mL10mM HAuCl4·3H2O，超声处理20min。然后加入10mL 0.03 M NaBH4溶液，搅拌3h后，进行离心操作，用水和无水乙醇洗涤，在80℃下干燥。产物在300℃下煅烧1h，得到Au修饰WO3气敏材料。
实施例10
基于Sn掺杂WO3气敏材料的制备方法，包括以下步骤：
将0.5g Na2WO4·2H2O、0.0125g Na2SnO3·3H2O和0.3g柠檬酸溶于30ml 水中，搅拌30min后，在搅拌的条件下，逐滴加入6mol/L的盐酸调节溶液的H+浓度为0.1mol/L。搅拌60min后，将混合溶液转至50ml反应釜，放入干燥箱，在200℃条件下反应12h。水热反应结束后，将沉淀用水、乙醇交替离心清洗后，在80℃干燥24h，450℃下热处理1h，得到Sn掺杂 WO3气敏材料。
实施例11
基于Cu修饰WO3气敏材料的制备方法，包括以下步骤：
在搅拌下将实施例3中得到的0.2g WO3气敏材料分散到50mL水和乙醇的混合溶液(体积比6:1)中，超声处理30min。然后加入0.05g醋酸铜，搅拌1h后，将混合溶液转至100ml反应釜，放入干燥箱，在180℃条件下反应3h。水热反应结束后进行离心操作，用水和无水乙醇洗涤，在80℃下干燥24h，500℃下热处理1h，得到Cu修饰WO3气敏材料，该材料中具有 P-N异质结，CuO是P型材料，WO3是N型材料。
实施例12
本实施例与实施例1、实施例2的区别之处在于：采用8mol/L盐酸调节溶液的H+浓度为3mol/L。本实施例中传感器的性能与实施例1、2基本相同。
实施例13
本实施例与实施例1、实施例2的区别之处在于：采用1mol/L盐酸调节溶液的H+浓度为0.001mol/L。本实施例中传感器的性能与实施例1、2 基本相同。
实施例14
本实施例与实施例3、实施例4的区别之处在于：调节水热反应温度为 120℃。本实施例中传感器的性能与实施例3、4基本相同。
实施例15
本实施例与实施例1-实施例4的区别之处在于：调节气敏材料制备过程中的热处理温度为650℃。本实施例中传感器的性能与实施例1-4基本相同，但是因为高温烧结，整体性能会略有降低，传感器稳定性更好。
实施例16
本实施例与实施例1-实施例4的区别之处在于：调节步骤(2)中的热处理温度为650℃。本实施例中传感器的性能与实施例1-4基本相同，但是因为高温烧结，整体性能会略有降低，传感器稳定性更好。
实施例17
本实施例与实施例1、实施例2的区别之处在于：稳定处理步骤包括将混合反应体系在15℃保温24h。本实施例中传感器的性能与实施例1、2基本相同。
实施例18
本实施例与实施例1、实施例2的区别之处在于：稳定处理步骤包括将混合反应体系在80℃保温2h。本实施例中传感器的性能与实施例1、2基本相同。
实施例19
本实施例与实施例3、实施例4的区别之处在于：调整钨酸钠与柠檬酸质量比为0.5:1。本实施例中传感器的性能与实施例3、4基本相同。
实施例20
本实施例与实施例3、实施例4的区别之处在于：钨酸钠的质量不变，调整钨酸钠与柠檬酸质量比为3:1。本实施例中传感器的性能与实施例3、4 基本相同。
实施例21
本实施例与实施例5的区别之处在于：钨酸钠的质量不变，调整钨酸钠与草酸的质量比为0.5:1。本实施例中传感器的性能与实施例5基本相同。
实施例22
本实施例与实施例5的区别之处在于：钨酸钠的质量不变，调整钨酸钠与草酸的质量比为3:1。本实施例中传感器的性能与实施例5基本相同。
实验数据与分析：
对实施例1-实施例4中WO3气敏材料的形貌进行表征，对MEMS气体传感器性能进行测定，实际测定时，测定方法和设备可以不限于以下一种。
测定条件：采用气体传感器气敏性能测试***HIS-9010对传感器进行测试，设置加热电压VH 1.8V，测量电压VC 3.3V，匹配电阻100KΩ；气体传感器在空气中的阻值定义为R0，在一定浓度目标气体中的阻值定义为 Rs，灵敏度定义为(Rs/R0)*100，值越低，灵敏度越高；响应值定义为R0/Rs，值越高，响应值越高。
测定结果：图1为实施例1中WO3气敏材料的形貌表征图，图2为实施例1中MEMS气体传感器的气敏特性曲线，图3为实施例1中MEMS 气体传感器对不同气体的响应选择性，可以看出，实施例1中制得的MEMS 气体传感器对50ppm三甲胺具有很高的响应值，可达到83，相较于其他气体具有很高的选择性。
图4为实施例2中WO3气敏材料的形貌表征图，实施例1和实施例2 中热处理温度不同，气敏材料的形貌有较大差别，图5为实施例2中MEMS 气体传感器的气敏特性曲线，图6为实施例2中MEMS气体传感器对不同气体的响应选择性，可以看出，实施例2中制得的MEMS气体传感器对三甲胺的响应值达到59，同时对丙酮的响应优于实施例1。
图7为实施例3中WO3气敏材料的形貌表征图，可以看出，加入柠檬酸后，气敏材料的形状较为规整，呈方形形貌，从图8和图9可以看出，该MEMS气体传感器对50ppm三甲胺测试的响应值达到25，同时对硫化氢和氨气具有较好的响应，可以根据实际应用场景微调传感器的性能。
图10为实施例4中WO3气敏材料的形貌表征图，与实施例3中气敏材料相似，均呈方形，但尺寸大小上有所区别，从图11和图12可以看出，该MEMS气体传感器对50ppm三甲胺测试的响应值达到26，同时对氨气具有较好的响应值。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种用于三甲胺检测的MEMS敏感芯片的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：将钨酸钠进行酸化处理，酸化处理时采用的酸浓度为1-8mol/L，控制溶液的H+浓度为0.001-3mol/L，然后将混合反应体系进行稳定处理，所述稳定处理步骤包括将所述混合反应体系在15-80℃下保温2-24h；稳定处理结束后，将产物进行清洗、干燥，然后进行热处理，即获得WO3气敏材料；将WO3气敏材料制成均匀浆料，涂覆在MEMS加热器上，然后进行热处理，即获得MEMS敏感芯片。
2.根据权利要求1所述的用于三甲胺检测的MEMS敏感芯片的制备方法，其特征在于：所述钨酸钠采用盐酸、硫酸或硝酸进行酸化处理。
3.根据权利要求1所述的用于三甲胺检测的MEMS敏感芯片的制备方法，其特征在于：所述热处理温度为300-650℃，热处理时间为1h以上。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的用于三甲胺检测的MEMS敏感芯片的制备方法，其特征在于：还加入柠檬酸或草酸，所述钨酸钠与柠檬酸或草酸的质量比为0.5-3:1。
5.根据权利要求1-3任一项所述的用于三甲胺检测的MEMS敏感芯片的制备方法，其特征在于：还加入金属元素，所述金属元素包括Pt、Pd、Au、Sn或Cu中的一种或多种。
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