[發(fā)明專(zhuān)利]基于UiO-66-NH2

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011000692.1
• 申請(qǐng)日: 2020-09-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111999265A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 沈常宇;陳宏晨
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)計(jì)量大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01N21/45
• 分類(lèi)號(hào): G01N21/45
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明公開(kāi)了基于UiO?66?NH₂的傾斜光纖光柵氫氣傳感器，由寬帶光源、偏振控制器、第一單模光纖、傾斜光纖光柵、第二單模光纖、光譜儀、氣室、UiO?66?NH₂膜、氫氣氣體流量控制閥、氮?dú)鈿怏w流量控制閥、氫氣瓶、氮?dú)馄俊DMS組成；其中傾斜光纖光柵上面附有PDMS，通過(guò)PDMS再附上UiO?66?NH₂膜。采用溶劑熱法制成的UiO?66?NH₂粉末通過(guò)PDMS均勻的涂附在傾斜光纖光柵上作為氫氣敏感層。該發(fā)明具有響應(yīng)速度快，靈敏度高的優(yōu)點(diǎn)，具有很好的實(shí)用價(jià)值和應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明提出了基于UiO-66-NH₂的傾斜光纖光柵氫氣傳感器，屬于光纖傳感技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

UiO-66-NH₂是一種金屬有機(jī)骨架材料(MOFS)，具有三維多孔結(jié)構(gòu)，可以用于氫氣的吸附，當(dāng)氫氣進(jìn)入多孔中，其UiO-66-NH₂的折射率將發(fā)生變化。

將采用溶劑熱法制成的UiO-66-NH₂粉末均勻涂覆在傾斜光纖光柵上，在不同濃度氫氣下，UiO-66-NH₂膜的折射率會(huì)不同。

由于聚二甲基硅氧烷(PDMS)彈性體有著優(yōu)良的彈性性能和良好的粘附性等優(yōu)點(diǎn)，且受熱易膨脹，無(wú)毒、不易燃，因此在光纖傳感領(lǐng)域是一種很有前景的材料。

傾斜光纖光柵(TFBG)的特殊結(jié)構(gòu)導(dǎo)致了多種復(fù)雜的模式耦合的出現(xiàn)其中比較特殊的是纖芯模與包層模耦合，包層模的出現(xiàn)使得TFBG感應(yīng)環(huán)境折射率變的敏感程度比普通布拉格光纖光柵更高。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供基于UiO-66-NH₂的傾斜光纖光柵氫氣傳感器，以UiO-66-NH₂膜作為氫氣敏感層，UiO-66-NH₂膜的有效折射率的改變引起的干涉圖形的波長(zhǎng)改變，來(lái)測(cè)定氫氣的濃度。

本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：基于UiO-66-NH₂的傾斜光纖光柵氫氣傳感器，由寬帶光源(1)，偏振控制器(2)，第一單模光纖(3)，傾斜光纖光柵(4)，第二單模光纖(5)，光譜儀(6)，氣室(7)，UiO-66-NH₂膜(8)，氫氣氣體流量控制閥(9)，氮?dú)鈿怏w流量控制閥(10)，氫氣瓶(11)，氮?dú)馄?12)，PDMS(13)組成，其特征在于：寬帶光源(1)與偏振控制器(2)左端連接，偏振控制器(2)右端與第一單模光纖(3)左端連接，第一單模光纖(3)右端與傾斜光纖光柵(4)左端連接，傾斜光纖光柵(4)的中心波長(zhǎng)為1548nm，涂附有PDMS(13)，通過(guò)PDMS(13)再附上UiO-66-NH₂膜(8)，UiO-66-NH₂膜(8)的厚度為300nm，傾斜光纖光柵(4)右端與第二單模光纖(5)，左端連接，第二單模光纖(5)右端與光譜儀(6)左端連接，氣室(7)下端與氫氣氣體流量控制閥(9)上端和氮?dú)鈿怏w流量控制閥(10)上端連接，氫氣氣體流量控制閥(9)下端與氫氣瓶(11)連接，氮?dú)鈿怏w流量控制閥(10)下端與氮?dú)馄?12)連接，氫氣濃度發(fā)生變化時(shí)，UiO-66-NH₂膜(8)吸收了的氫氣量也發(fā)生變化，使得UiO-66-NH₂膜(8)折射率發(fā)生變化，傾斜光纖光柵(4)的透射譜發(fā)生漂移，由此可以測(cè)得氫氣濃度及其變化量。