SF₆电气绝缘设备的性能与气室内SF₆的纯度存在密切的关系。设备在生产和长期运行过程中,气室内部难免存在一些绝缘缺陷,导致气室内出现故障,如局部放电、火花放电、电弧放电和局部过热等。这些故障会引起SF₆发生不同程度的分解,降低设备的绝缘性能。此外,SF₆不同程度的分解产物会与气室内部微量的水和氧气发生一系列化学反应,生成多种稳定存在的分解产物,如SO2F2、SOF2、SOF4、SO2、和H₂S等,严重降低SF₆气体的绝缘性能。研究显示,这些分解产物可作为诊断故障类型及放电程度的特征分解产物。其中,H₂S可以用来评估故障的放电量和故障是否有固体绝缘材料参与。因此,开发能用于H₂S检测的高性能气体传感器,有助于实现SF₆气室内部H₂S分子识别和浓度的检测,从而及时监测到SF₆气室的内部故障,保障设备的稳定运行。WO₃是一种经典的宽禁带n型半导体,具有自身非化学计量特性和较高的气敏活性,成为气体传感领域重要的研究对象。材料的形貌和结构很大程度决定了材料的气敏性能,此外通过负载催化剂或贵金属修饰、构建异质结和紫外光激发等技术,可以进一步提升材料的气敏特性。本文以WO₃为敏感材料,设计和制备可用于SF₆分解产物H₂S检测的气体传感器。重点探究了 WO₃形貌/结构的可控设计及对H₂S的气敏性能。具体研究如下:通过溶剂热合成法联合高温处理技术,制备了不同形貌和不同最大暴露晶面的类球状与球状WO₃,研究了产物的形貌和结构及对H₂S的气敏性能和响应机理。类球状WO₃由约50 nm的纳米粒子堆积而成;球状WO₃表面光滑,由30-80 nm的粒子组装而成。两种材料在较低的工作温度下,对H₂S气敏性能良好,包括快速的响应,良好的线性关系,较高的响应值和较好的选择性。类球状WO₃与球状WO₃表现出的不同最优选择性,与两种材料的形貌和最大暴露表面有很大关系。此外,类球状WO₃的检测下限可达100 ppb。通过溶剂热合成法控制合成产物前驱体,结合锻烧处理制备出一系列WO₃敏感材料。系统地研究了不同溶剂热合成条件对产物形貌和结构的影响,分析了材料的生长机理。发现具有分等级花状结构的W03由二维纳米片组装而成,可在较低的反应温度下制备。添加剂柠檬酸氢二铵会增加溶液的粘度并抑制纳米片的各相异性生长,从而影响WO₃的形貌。探究了上述一系列WO₃敏感材料对H₂S的气敏性能和响应机理。结果显示,在较低的工作温度（140℃）时,分等级花状结构WO₃、二维纳米片WO₃以及同时具有花状结构和不规则疏松球状结构的WO₃,对H₂S显示出高的响应值、快速的响应/恢复、100 ppb的检测下限和良好的选择性。优异气敏性能与WO₃的三种特殊形貌有很大关系。总的来说,可以在较温和的合成温度下,制备出WO₃敏感材料。WO₃基气体传感器在较低的工作温度下,可用于SF₆分解产物H₂S的检测,具有潜在的应用价值。