WO₃基半导体金属氧化物气体传感器具有制造简单、成本低廉、灵敏度高、响应速度快和可靠性高等优点,受到科研工作者和工业界的重视。本课题利用水热法,通过控制结构导向剂的种类和含量、水热温度、体系pH值以及热处理工艺制备WO₃纳米晶并对其进行气敏测试,研究了材料形貌、物相结构和晶面结构对材料气敏性能的影响,并探讨了气敏选择性机理以及提高材料气敏选择性的方法。WO₃纳米晶的微观形貌对其气敏响应量、响应/恢复时间、灵敏度和选择性都具有重要影响。相对于WO₃纳米粒子,纳米棒和纳米块,纳米片由于具有取向性、粒径较小且无团聚现象,具有最高的气体响应量、灵敏度和最好的选择性。因此不同形貌的WO₃纳米晶材料表现出不同的气敏性能,WO₃二维纳米晶气敏性能优异,在制备气敏器件中将发挥重要的作用。WO₃纳米晶的物相结构对其气敏性能,尤其是选择性具有重要影响。三斜相WO₃纳米片在230°C对20 ppm丙酮气体的响应量为9.6,响应时间和恢复时间分别为15 s和16 s,且基线稳定,对其他气体的响应量低于4,具有气敏选择性好、灵敏度高、稳定性好以及工作温度低等优点,气敏性能优于单斜相和六方相。这是由于三斜相WO₃纳米晶具有离心结构,结构对称性低于单斜相和六方相,具有较大的偶极矩。极性分子丙酮也具有较大的偶极矩,因而与三斜相WO₃之间的相互作用较强,使得三斜相WO₃对丙酮具有较大的响应量。三斜相WO₃纳米片在100°C对NO₂具有超敏特性和极好的选择性,对300 ppb NO₂气体的响应量为18.8。由于NO₂具有未配位电子对,是强氧化性和强电负性气体,与WO₃接触后极易夺取材料表面电子使材料电阻值显著升高,因而WO₃表现出对NO₂极强的敏感性和选择性。暴露晶面和晶面原子结构对材料气敏性能具有重要影响。三斜相WO₃纳米片由于暴露（200）晶面,晶体表面具有较多O1c活性点位,可与被测气体分子在其工作温度下发生化学吸附和反应,而单斜相和六方相在其主晶面上则暴露较少或不暴露O1c点位。因此,在单斜、三斜和六方相三者中,三斜相WO₃纳米片具有最好的气敏活性和最高的气敏响应量。