[发明专利]一种用于检测氢气的标签色带及其制备方法

说明书

本发明涉及气体检测技术领域，尤其是涉及一种用于检测氢气的标签色带及其制备方法。所述制备方法包括如下步骤：采用紫外光还原法在氢敏材料基材表面修饰贵金属量子点，即得所述用于检测氢气的标签色带。本发明利用氢敏材料与氢气反应后，引起发射率、透射率、波长等光学信号的变化，以此来检测环境中相应的氢气浓度，通过采用紫外光还原法，在氢敏材料表面修饰贵金属量子点，在增加敏感层比表面积的同时，提高标签色带对氢气的灵敏性，能够更快的吸附氢气并进行响应。

技术领域

本发明涉及气体检测技术领域，尤其是涉及一种用于检测氢气的标签色带及其制备方法。

背景技术

石油、煤等化石能源的日益减少所导致的能源危机迫使人们将研究的目光投向可再生的清洁能源。氢能作为一种原料来源广泛的可再生能源受到人们的重视，氢气作为一种高效洁净的燃料以及还原性气体，已被广泛地应用于冶金、石化、医疗、医药等众多领域。但氢气分子量小，且无色无味，导致了它容易泄露且不易被察觉。在工业生产中所使用的大多是高浓度氢气，而氢气在空气中的极限爆炸浓度低且爆炸的威力大，在使用、存储、运输氢气时带来了巨大的安全隐患。因而，人们必须借助高灵敏的检测设备来实现快速、安全、可靠地实现氢气泄露的检测。

目前常用的氢气传感器多是半导体型氢气传感器，这种传感器是根据氢敏材料遇氢后会引起电阻或者电压等电信号的变化，通常要外接电流和电信号处理器，在有电磁干扰的地方输出信号会失真，并且若是在氢气氛围里引起电火花会十分危险。因而，由于目前主流的氢气传感器携带不便、安全系数低、成本高等问题，探究低成本、使用方便的可视化的氢气标签色带具有重要的意义。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种用于检测氢气的标签色带的制备方法，所述制备方法采用紫外光还原法将贵金属均匀地修饰在纳米线的表面，增强纳米线对氢气的响应，使制备得到的标签色带能在氢气含量较低的环境中发生颜色变化，从而实现对氢气浓度的可视化检测。

本发明的第二目的在于提供一种用于检测氢气的标签色带，通过本发明的制备方法制备得到的标签色带，能够在纳米线的表面均匀地修饰贵金属，提高对氢气的响应速度，并且检测灵敏度高，能够检测低至0.1％的氢气，并且所述标签色带具有循环可逆性，可重复使用。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

一种用于检测氢气的标签色带的制备方法，包括如下步骤：

采用紫外光还原法在氢敏材料基材表面修饰贵金属量子点，即得所述用于检测氢气的标签色带。

本发明利用氢敏材料与氢气反应结构发生变化后，引起发射率、透射率、波长等光学信号的变化，以此来检测环境中相应的氢气的浓度。常规的氧化钨、氧化钼和五氧化二钒对氢气的响应时间长，检测范围窄，无法实现对氢气的快速、可视化检测。而本发明通过采用紫外光还原法，在氢敏材料表面修饰贵金属量子点，在增加比表面积的同时，提高标签色带对氢气的灵敏性，能够更快的吸附氢气并进行响应。

采用紫外光还原法修饰贵金属量子点，还原时间短，并且还原范围广，能够在氢敏材料表面均匀修饰贵金属量子点，提高标签色带的均匀性和灵敏性。

优选的，所述贵金属包括Au、Ag、Ru、Rh、Pd、Os、Ir和Pt中的一种或多种。更优选的，所述贵金属包括Pd和Pt中的任一种。

其中，Pd和Pt量子点具有体积效应、量子效应等优点，对氢气具有极好的催化效果，能够进一步改善标签色带的气致变色的特性。

并且，本发明采用紫外光还原法能够将Pd或Pt量子点均匀地修饰在基材表面上，并有助于提高制备得到的标签色带的对氢气的活性，从而增强对氢气的响应；并且，采用紫外光还原法，工艺简单，能耗低，制作过程无污染。