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多層Au-Pd核殼納米顆粒膜增敏的光纖氫氣傳感器
關(guān)鍵詞：氫氣傳感 光纖氫氣傳感器 多層膜增敏
摘要：高靈敏度、快速響應(yīng)的光纖氫氣傳感技術(shù)是未來氫氣傳感技術(shù)的發(fā)展方向,對保障氫能系統(tǒng)安全具有重要意義。針對納米尺度的鈀基氫敏材料難以與光器件耦合的問題,本文采用水相合成及離心沉積方法制備具有快速氫氣響應(yīng)特性的Au-Pd核殼納米顆粒膜,搭建了含有Au-Pd核殼納米顆粒氫敏膜陣列的透射式傳感系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了光信號與多層納米顆粒膜陣列的耦合,通過提高敏感材料對光信號的調(diào)制能力增強(qiáng)了傳感器的靈敏度。實(shí)驗(yàn)研究表明,本文制備的Au-Pd核殼納米顆粒膜粒徑為48 nm,Pd層厚度約為4 nm。該敏感薄膜對4%濃度氫氣的響應(yīng)時(shí)間小于3 s,且在循環(huán)測試中顯示了良好的重復(fù)性和穩(wěn)定性。通過3片薄膜陣列傳感,在不影響傳感器響應(yīng)速度的同時(shí)將傳感器靈敏度提升至最高,為單片膜的2.7倍。該研究為開發(fā)高性能光纖氫氣傳感器提供了重要指導(dǎo)。
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