本技术涉及气体传感技术,特别是一种氢气检测用的变色传感材料及其制备方法和应用。该传感材料由衬底、金属膜层和半导体气敏膜依次层叠构成,具备可视化氢致变色特性,用于氢气检测。
背景技术
氢气是一种广泛应用于工业、能源和化学领域的关键气体,因其具有无毒、洁净和可再生的特点而被视为未来的理想能源之一。然而,氢气在空气中的爆炸极限宽(4~74vol%),点火温度低,容易发生泄漏和爆炸事故,因此对氢气的检测和监控具有重要意义。现有的氢气传感技术主要包括电化学传感器、金属氧化物半导体传感器和光学传感器等。其中,基于金属氧化物半导体(如WO3
)的氢气传感器因其高灵敏度和选择性而得到广泛研究和应用。然而,传统的金属氧化物半导体传感器通常需要在高温下工作,这增加了传感器的功耗和使用复杂性,限制了其应用范围。
近年来,氢致变色材料因其在氢气存在下能够发生颜色变化的特性,引起了广泛关注。这种材料不仅能够实现氢气的检测,还可以通过颜色变化实现可视化检测,操作简便,易于实现现场快速检测。然而,现有氢致变色材料通常是基于半导体气敏薄膜的本征色,可视度非常有限。
实现思路