[发明专利]基于微纳纤维的氢气传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种基于微纳纤维的氢气传感器，其特征在于：在纺丝夹具单体（11）上纺丝夹具单体电极（9）间连接有一系列有向氢敏微纳纤维（15），该氢敏微纳纤维（15）随着周围氢气浓度的变化其电阻值发生变化，通过对电阻值的测量实现氢气浓度的检测。

2.根据权利要求1所述的一种基于微纳纤维的氢气传感器，其特征在于：氢敏微纳纤维（15）以聚合物（PU）微纳纤维（16）为柔性基底，在其表面依次附着一层纳米级的Cr结合层（17）与一层纳米级的Pd敏感层（18），其中Pd敏感层（18）作为主要敏感材料，Cr结合层（17）增强Pd敏感层（18）与聚合物（PU）微纳纤维（16）的结合程度，与氢气接触时，Pd敏感层（18）的电阻率与体积发生变化，导致氢敏微纳纤维（15）电阻值发生变化。

3.一种权利要求1所述的基于微纳纤维的氢气传感器制备方法，该方法的具体步骤如下：

（1）室温下，将二甲基甲酰胺（DMF）与二氢呋喃（THF）质量比1：1混合作为溶剂，将聚氨酯（PU）颗粒加入溶剂中，搅拌混合得到质量分数15% - 20%的溶液；

（2）将纺丝夹具单体（11）安装在纺丝组合夹具基底（14）上，纺丝夹具单体电极（9）与纺丝组合夹具电极（13）紧密接触，盖上纺丝组合夹具上盖（12）装配完成纺丝组合夹具（1）；将装配好的纺丝组合夹具（1）连接在三维自动移动平台（2）上，并将纺丝组合夹具电极（13）接地；然后将静电纺丝针头（8）安装于支架（7）上，调节静电纺丝针头（8）的高度与位置使其前端垂直正对纺丝组合夹具（1），静电纺丝针头（8）后端通过溶液输送导管（5）与微量注射泵（4）相连，静电纺丝针头（8）导电部分与高压源（6）连接；最后，通过微量注射泵（4）以4-8ml/h的速度进给填充溶液，调节高压源（6）到10-12KV，计算机操作三维自动移动平台（2）以1-3mm/s速度横向匀速运动，待行程结束即可得到有向密度可控的聚合物（PU）微纳纤维（16）；

（3）得到的聚合物（PU）微纳纤维（16）被送入磁控溅射腔内，在纺丝夹具单体（11）表面覆盖掩模板遮挡纺丝夹具单体电极（9）与绝缘支撑（10），对聚合物（PU）微纳纤维（16）部分进行溅射，首先溅射Cr，一面达到指定厚度后翻转对另一面进行溅射，得到5-15nm的Cr结合层（17）；然后采用同样方式的到50-150nm的Pd敏感层（18）；冷却干燥，实现基于微纳纤维的氢气传感器制备。