氧化钇掺杂稳定的氧化锆(YSZ)是一种具有氧离子导电性的固体电解质，因其具有较高的离子导电性和在氧化还原气氛下的高稳定性，被认为是制作固体电解质型气体传感器的最佳材料。基于YSZ的混合电位型氢气传感器以其价格低廉、灵敏度高、易于现场监测、尤其可在高温恶劣环境下工作等优点备受国内外研究人员的关注。研究表明此类氢气传感器发展的关键在于对新型纳米气敏材料的制备和研究。纳米钨酸盐材料由于具有优越的光学、化学、电学等性能在光致发光、催化剂及气体传感器等领域有着广阔的应用前景。因此，制备纳米钨酸盐材料，探索其性质，开发其应用已成为近年来的研究热点。本文主要研究MnWO4、CoWO4、FeWO4和CdWO4四种纳米钨酸盐材料的制备表征及其制成的YSZ基混合电位型氢气传感器的性能。
　　采用水热合成方法制备了MnWO4纳米材料，一并应用XRD、SEM对其进行了表征。根据表征结果分析了不同pH值对反应产物形貌的影响，总结了水热法制备纳米钨酸盐材料的最佳条件为PH=9、T=180℃、反应12小时。首次提出了MnWO4|YSZ|Pt混合电位型氢气传感器并对传感器的性能进行了测试分析。结果表明MnWO4|YSZ|Pt氢气传感器的最佳工作温度为500℃;在CO、NO2、C3H6、C3H8和H2五种不同气氛中传感器对氢气具有优异的选择性;传感器同时具有良好的重复性、一致性和稳定性，更适用于低氧浓度的干燥环境中。
　　在水热合成的最佳条件下制备了CoWO4纳米材料，应用XRD、SEM和XPS三种不同方法对材料进行了表征，经分析得出CoWO4为富氧结构，其精确分子式为CoWO4.5。研制了CoWO4|YSZ|Pt混合电位型氢气传感器，并在不同温度、不同气氛、不同氧浓度以及不同湿度条件下研究了传感器对氢气的气敏性能。结果显示CoWO4|YSZ|Pt氢气传感器的最佳工作温度为450℃;传感器对氢气具有非常好的选择性、重复性和一致性;在氧气浓度为10％的干燥环境中响应更佳。为了对传感器的电极性能进行深入分析，建立了传感器的电极工作模型，并测试了传感器电极的极化性能。
　　元素周期表中Mn、Fe、Co为同一周期的相邻族过渡金属元素，推测它们对应的钨酸盐应具有相似的性能。采用水热合成法制备了FeWO4纳米材料，共同使用XRD和SEM对其进行了表征。研制了FeWO4|YSZ|Pt混合电位型氢气传感器，并在不同测试条件下系统地研究了传感器的气敏性能。结果显示FeWO4|YSZ|Pt氢气传感器的最佳工作温度为500℃;在不同干扰气氛下对氢气具有良好的选择性;传感器的重复性和一致性良好;在低氧浓度的干燥环境中响应性能更优。测试结果验证了MnWO4、FeWO4和CoWO4具有相似的性能，这主要是由于相邻族过渡金属元素具有相同的电子架构，它们都具有未被电子充满的价层3d轨道。
　　Zn和Cd是元素周期表中相邻的同族元素，同族元素对应的钨酸盐性能应该相似。本课题组已对ZnWO4纳米材料的气敏性能进行过测试。采用共同沉淀法制备了CdWO4纳米材料，同时应用XRD和SEM对其进行了表征。研制了CdWO4|YSZ|Pt混合电位型氢气传感器并在不同条件下测试了传感器的气敏性能。结果显示CdWO4|YSZ|Pt氢气传感器的最佳工作温度为500℃;传感器具有良好的重复性和一致性，更适用于低氧浓度的环境中。但传感器对氢气的选择性不佳，易受到CO气体的干扰。在传感器电极工作模型的基础上，引入Warburg和CPE电化学元件构建了传感器的等效电路，并通过ZView软件对等效电路进行了最佳拟合。进一步测试了传感器的直流极化特性和交流复阻抗特性，从多角度地分析了传感器的气敏机理完全符合混合电位理论。
　　详细对比了由MnWO4、CoWO4、FeWO4和CdWO4四种纳米钨酸盐材料制成的氢气传感器的性能，总结了四种传感器的最佳工作条件及优缺点。经分析得到CoWO4|YSZ|Pt氢气传感器对高温工作条件要求稍低，响应灵敏度更高，对氢气的选择性更好，响应恢复速度略快，此传感器的性能最优。