Highly porous tungsten–oxide–based films obtained by spray–gel for gas sensing applications

J.L. Solisª ^,b, J. Rodríguezª^,b, and W. Estradaª^,b

ª Instituto Peruano de Energía Nuclear, Av. Canadá 1470, San Borja, Lima 41, Perú.

^b Facultad de Ciencias, Universidad Nacional de Ingeniería, Casilla 31–139, Lima, Perú. e–mail: jsolis@uni.edu.pe

Recibido el 27 de octubre de 2004
Aceptado el 26 de mayo de 2005

Abstract

Highly porous mixed WO₃–SnO₂ films have been prepared from an aqueous solution of SnCl₄.5H₂O and polytungsten gel with a molar ratio of Sn/W from 0 to 1. These solutions were sprayed on to alumina substrates at 220°C. The obtained films were annealed at 600°C in air for 3 h. The annealed films were composed of a mixture of WO₃ and SnO₂ phases. The gas sensitivity to butanol and ethanol vapors is enhanced when the Sn/W molar ratio increases in the film by up to 0.1, with further increments to this proportion the sensitivity decreases.

Keywords: Tungsten oxide; tin oxide; gas sensor; pyrolysis.

Resumen

Películas delgadas muy porosas de mezclas de WO₃–SnO₂ se prepararon a partir de una solucion de SnCl₄.5H₂O y gel polytúngstico con una relación molar de Sn/W de 0 a 1. Estas soluciones fueron pulverizadas sobre substratos de alumina a 220°C. Las películas obtenidas fueron sinterizadas a 600° C en aire por 3 h. Las películas están compuestas de una mezcla de las fases de WO₃–SnO₂ y SnO₂. La sensitividad a vapores de etanol y butanol es mejorada cuando la razón molar de Sn/W se incrementa en la película hasta 0.1, para mayores incrementos a esta proporción la sensibilidad decrece.

Descriptores: Oxido de tungsteno; oxido de estaño; sensor de gas; pirolisis.

PACS: 81.15.Rs; 81.05.Rm

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Acknowledgements

This work has been financially supported by the International Program for Physical Science of Uppsala University (IPPS), the Instituto de Investigación of Universidad Nacional de Ingenieria, and CONCYTEC (Peruvian Research Council).

References

1. K. Zakrzewska, Thin Solid Films 391 (2001) 229.        [ Links ]

2. M.J. Madou and S.R. Morrison, Chemical Sensing with Solid State Devices, (Academic Press, San Diego, 1989).        [ Links ]

3. Y.–S. Shen and T.–S. Zhang, Sens. Actuators B 12 (1993) 5.        [ Links ]

4. Z. Szklarski, K. Zakrzewska, and M. Rekas, Thin Solid Films 174 (1989) 269.        [ Links ]

5. J.L. Solís and V. Lantto, Sens. Actuators B 48 (1998) 322.        [ Links ]

6. J.L. Solís et al., Sens. Actuators B 68 (2000) 286.        [ Links ]

7. M. Macek, B. Orel, and T. Meden, J. Sol–Gel Sci. Technol. 8 (1997) 771.        [ Links ]

8. M.A. Damian, Y. Rodríguez, J.L. Solís, and W. Estrada, Thin Solid Films 444 (2003) 104.        [ Links ]

9. A. Medina, J.L. Solís, J. Rodriguez, and W. Estrada, Sol. Energy Mater. Sol. Cells 80 (2003) 473.        [ Links ]

10. C.V. Gopal Reddy, W. Cao, O.K. Tan, and W. Zhu, Sens. Actuators B 81 (2002) 170.        [ Links ]

11. T. Jinkawa, G. Sakai, J. Tamaki, N. Miura, and N. Yamazoe, J. Mol. Catal. A: Chem. 155 (2000) 193.        [ Links ]

12. F. Hellegouar'h, F. Arefi–Khonsari, R. Planade, and J. Amouroux, Sens. Actuators B 73 (2001) 27.        [ Links ]