[发明专利]一种新的光纤布拉格光栅氢气传感器及制作方法

权利要求书

1.一种新的光纤布拉格光栅氢气传感器制作方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：

步骤A、光纤光栅预处理：首先将光纤布拉格光栅表面氟树脂涂覆层去除，然后将光纤布拉格光栅清洗，最后利用一定浓度的酸液将光纤布拉格光栅腐蚀备用；

步骤B、聚多巴胺层组装：在酸腐蚀后的光纤布拉格光栅表面利用多巴胺快速沉积聚合方法组装获得聚多巴胺涂层；该聚多巴胺涂层与光纤布拉格光栅栅区相对应；

组装获得聚多巴胺涂层步骤如下：

步骤B1、称取一定量的三羟甲基氨基甲烷，溶于去离子水中，配置获得的三羟甲基氨基甲烷溶液，然后将三羟甲基氨基甲烷溶液pH调节至碱性；

步骤B2、称取一定量的盐酸多巴胺，溶解于步骤B1所获得的三羟甲基氨基甲烷缓冲液中，混合并搅拌均匀，获得盐酸多巴胺溶液；

步骤B3、依次取一定量的五水硫酸铜和过氧化氢，加入步骤B2配置获得的盐酸多巴胺溶液中，混合并搅拌均匀，获得多巴胺快速沉积溶液；

步骤B4、将步骤A处理后的光纤布拉格光栅浸入到步骤B3获得的多巴胺快速沉积溶液中，沉积一定时间，由此在光纤布拉格光栅表面组装获得聚多巴胺涂层；

步骤B5、将组装获得的负载有聚多巴胺涂层的光纤布拉格光栅置于真空干燥箱中干燥；

步骤C、金属钯膜组装：

步骤C1、配置氯化钯盐酸溶液：称取一定量的氯化钯溶解于HCl溶液中，混合搅拌均匀，配置获得氯化钯盐酸溶液；

步骤C2配置硼氢化钠溶液：称取一定量的NaBH₄溶解于去离子水中，混合搅拌均匀，配置获得硼氢化钠溶液；

步骤C3、将步骤B5制备获得的负载有聚多巴胺涂层的光纤布拉格光栅浸入步骤C1配置获得的氯化钯盐酸溶液中，并进行水浴加热，浸渍一定时间；然后将浸渍完成的光纤布拉格光栅再浸入硼氢化钠溶液中，交替浸渍重复若干次，即制备获得负载有聚多巴胺涂层与钯纳米颗粒薄膜的光纤布拉格光栅；

步骤C4、配置化学镀液：

步骤C42、量取氨水溶解于去离子水中，搅拌，再称量乙二胺四乙酸二钠溶解于氨水溶液中，磁力搅拌，获得乙二胺四乙酸二钠与氨水的混合溶液；

步骤C43、将氯化钯盐酸溶液滴加入乙二胺四乙酸二钠与氨水的混合溶液中，磁力搅拌，稳定络合一定时间；获得镀液；

步骤C44、配置水合联氨还原溶液；

步骤C45、将水合联氨还原溶液滴加至步骤C43配置获得的镀液中，磁力搅拌，获得化学镀液；

步骤C5、化学镀制金属钯膜：将化学镀液水浴加热，接着将负载有聚多巴胺和钯纳米颗粒薄膜的光纤布拉格光栅浸没于化学镀液中，化学沉积一定时间后，最后浸没入去离子水中去除残留化学镀液，再真空干燥，即获得负载有聚多巴胺和金属钯膜的光纤布拉格光栅氢敏传感器；该金属钯膜位于聚多巴胺涂层的外表面；

步骤D、超疏水透气薄膜组装：在负载有聚多巴胺和金属钯膜的光纤布拉格光栅氢气传感器表面涂覆一层超疏水透气薄膜；真空干燥，即获得负载聚多巴胺涂层、金属钯膜和超疏水透气薄膜的光纤布拉格光栅氢气传感器,该超疏水透气薄膜位于金属钯膜的外表面。

2.根据权利要求1所述的一种新的光纤布拉格光栅氢气传感器制作方法，其特征在于：氯化钯、盐酸、乙二胺四乙酸二钠、氨水以及水合联氨还原溶液的质量百分比为：氯化钯0.16-0.2％wt，盐酸0.5-0.6％wt，乙二胺四乙酸二钠4-5％wt，氨水20-22％wt，水合联氨0.3-0.4％wt。

3.根据权利要求1所述的一种新的光纤布拉格光栅氢气传感器制作方法，其特征在于：步骤B2中盐酸多巴胺与三羟甲基氨基甲烷缓冲液的质量百分比为：盐酸多巴胺0.19-0.21％wt，三羟甲基氨基甲烷0.55-0.65％wt。

4.一种新的光纤布拉格光栅氢气传感器，包括去除了表面氟树脂涂覆层的光纤布拉格光栅，其特征在于：该光纤布拉格光栅的表面负载有聚多巴胺涂层，该聚多巴胺涂层与光纤布拉格光栅栅区相对应；在所述聚多巴胺涂层的表面负载有金属钯膜，在所述金属钯膜的表面涂覆有超疏水透气薄膜。