[发明专利]一种石墨烯量子点复合材料光纤气体传感器制作方法

说明书

本发明公开了一种光纤气体传感器的制备方法，其中该光纤传感器为由第一单模光纤、第一多模光纤、光子晶体光纤、第二多模光纤、第二单模光纤构成，光子晶体光纤两端分别连接第一多模光纤和第二多模光纤，第一多模光纤及第二多模光纤两端分别熔接有第一单模光纤和第二单模光纤，光子晶体光纤表面涂覆有二氧化钛/氨基化石墨烯量子点复合敏感膜；制备方法包括制备二氧化钛/氨基化石墨烯量子点复合材料及将其涂覆于光子晶体光纤上，形成检测膜并将多段光纤熔接形成干涉仪。本发明的石墨烯量子点复合材料光纤气体传感器制作成本低，体积小，结构简单，稳定，易于制备。

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，尤其涉及一种石墨烯量子点复合材料光纤气体传感器制作方法。

背景技术

硫化氢(H₂S)是无色，剧毒，酸性的气体，即使是在浓度很低的情况下，人的嗅觉也会遭到损伤，因此对低浓度H₂S的监控十分重要。而敏感材料中，功能化的石墨烯量子点，是石墨烯中含有异质原子/分子，而氨基化的石墨烯量子点——含氮基团表面修饰成键的一种二维碳材料。氨基化石墨烯量子点具有极大的比表面积和丰富的含氧官能团，使得二氧化钛/氨基化石墨烯量子点与H₂S气体的接触面积大，使吸附H₂S气体更为容易。传统硫化氢传感器检测响应时间较长，制造成本较高。

光纤传感技术是一项正在发展中的具有广阔前景的新型高技术。由于光纤本身在传递信息过程中具有许多特有的性质，如光纤传输信息时能量损耗很小，给远距离遥测带来很大方便。光纤材料性能稳定，不受电磁场干扰，在高温、高压、低温、强腐蚀等恶劣环境下保持不变所以光纤传感器从问世至今，一直都在飞速发展。因此，如何利用光纤传感技术制作一种对低浓度硫化氢浓度进行检测的气体传感器，使其能够具有工作稳定，检测效果好，效应时间快，精度和可靠性高等效果，就成为需要进一步考虑的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种石墨烯量子点复合材料光纤气体传感器制作方法，旨在解决通过光纤气体传感器对低浓度硫化氢检测，提高检测精度和可靠性。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种新型光纤气体传感器的制备方法，其中该光纤传感器为由第一单模光纤、第一多模光纤、光子晶体光纤、第二多模光纤、第二单模光纤构成，光子晶体光纤两端分别连接第一多模光纤和第二多模光纤，第一多模光纤及第二多模光纤两端分别熔接有第一单模光纤和第二单模光纤，光子晶体光纤表面涂覆有二氧化钛/氨基化石墨烯量子点复合敏感膜；该方法具体包括如下步骤：

步骤1：配置二氧化钛/氨基化石墨烯量子点复合材料溶液；

步骤2：将制备好的二氧化钛/氨基化石墨烯量子点复合材料涂覆于光子晶体光纤上，形成检测膜。

步骤3：利用光纤切割刀将镀好膜的光子晶体光纤的两端切平，保持光子晶体光纤的长度4.5cm，用光纤熔接机将已切割好断面的两端通过拉锥熔接的方式分别与一段多模光纤进行熔接，而后，两段多模光纤再分别与一段单模光纤熔接。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：本发明通过在光子晶体光纤涂覆有二氧化钛/氨基化石墨烯量子点复合敏感膜，二氧化钛可有效的提高光纤传感器对硫化氢气体灵敏度，提高了采用单一石墨烯作为气体传感器的精度和可靠性，通过光谱检测仪检测干涉波峰的移动，从而能够检测硫化氢气体；本发明的石墨烯量子点复合材料光纤气体传感器制作成本低，体积小，结构简单，稳定，易于制备。

附图说明

图1是本发明实施例中光纤气体传感器的制备方法示意图。

图2是本发明实施例不同浓度硫化氢气体检测波长偏移与波长线性拟合示意图。

具体实施方式