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      一種量子點(diǎn)光纖氣體傳感器及其制備方法與流程

      文檔序號(hào):11107190閱讀:來源:國(guó)知局

      技術(shù)特征:

      1.一種量子點(diǎn)光纖氣體傳感器,其特征在于,包括光纖探針和涂覆于光纖探針末端的氣敏層;所述光纖探針是由光子晶體光纖與單模光纖熔接形成的光纖干涉結(jié)構(gòu),其末端為折射率敏感區(qū);所述氣敏層采用膠體量子點(diǎn),利用膠體量子點(diǎn)的電導(dǎo)率與折射率隨氣體變化的室溫氣敏效應(yīng)實(shí)現(xiàn)氣體檢測(cè)。

      2.如權(quán)利要求1所述的量子點(diǎn)光纖氣體傳感器,其特征在于,所述膠體量子點(diǎn)為硫化鉛膠體量子點(diǎn)或氧化錫膠體量子點(diǎn)。

      3.如權(quán)利要求1或2所述的量子點(diǎn)光纖氣體傳感器,其特征在于,所述光纖探針由光子晶體光纖與單模光纖熔接并切割形成,熔接部位具有熔接氣泡;保留的光子晶體光纖段內(nèi)部具有氣孔結(jié)構(gòu);光纖探針的末端是光子晶體光纖熔融形成的半球形熔接球。

      4.一種用于權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的量子點(diǎn)光纖氣體傳感器的光纖探針的制備方法,其特征在于,包括如下步驟:

      (1)將單模光纖與光子晶體光纖熔接,獲得單模光纖與光子晶體光纖的熔接結(jié)構(gòu);其熔接部位具有熔接氣泡;

      (2)對(duì)步驟(1)獲得的單模光纖與光子晶體光纖的熔接結(jié)構(gòu)進(jìn)行切割,保留一段光子晶體光纖;

      (3)將步驟(2)中所述的保留的光子晶體光纖熔融,熔融部形成半球形熔接球,完成光纖探針的制備。

      5.一種如權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的量子點(diǎn)光纖氣體傳感器的制備方法,包括以下步驟:

      (1)采用堿性或酸性溶液浸泡光纖探針,使其表面離子化;然后采用具有相反電性的膠體量子點(diǎn)溶液浸泡,使得膠體量子點(diǎn)結(jié)合在光纖探針表面構(gòu)成量子點(diǎn)薄膜;

      (2)采用短鏈配體溶液浸泡步驟(1)獲得的覆蓋有量子點(diǎn)薄膜的光纖,以去除量子點(diǎn)表面包覆的長(zhǎng)鏈,便于后續(xù)量子點(diǎn)的再次結(jié)合以及薄膜的生長(zhǎng);

      (3)采用無水甲醇溶液浸泡步驟(2)獲得的產(chǎn)物,以去除殘余的短鏈配體及短鏈配體溶液與膠體量子點(diǎn)溶液反應(yīng)所生成的副產(chǎn)物;

      (4)重復(fù)步驟(1)~步驟(3),使得量子點(diǎn)薄膜的厚度達(dá)到50nm~500nm,完成量子點(diǎn)光纖氣體傳感器的制備。

      6.如權(quán)利要求5所述的制備方法,其特征在于,所述步驟(1)中采用的膠體量子點(diǎn)溶液為硫化鉛膠體量子點(diǎn)溶液或氧化錫膠體量子點(diǎn)溶液。

      7.一種如權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的量子點(diǎn)光纖氣體傳感器的制備方法,包括以下步驟:

      (1)將光纖探針置于膠體量子點(diǎn)合成前驅(qū)物中反應(yīng),使量子點(diǎn)在光纖探針表面自動(dòng)生長(zhǎng)均勻成膜;

      (2)將步驟(1)獲得的生長(zhǎng)有量子點(diǎn)膜的光纖探針退火,去除合成前驅(qū)物及其副產(chǎn)物;

      (3)采用短鏈配體溶液浸泡步驟(2)獲得的產(chǎn)物并干燥,以對(duì)氣敏層進(jìn)行改性,增強(qiáng)氣敏層的氣體吸附活性;

      (4)重復(fù)步驟(3),使氣敏層改性充分,完成量子點(diǎn)光纖氣體傳感器的制備。

      8.如權(quán)利要求7所述的制備方法,其特征在于,所述步驟(1)中,反應(yīng)溫度為120℃~150℃,反應(yīng)時(shí)間為60s~300s。

      9.如權(quán)利要求7所述的制備方法,其特征在于,所述步驟(2)中,退火溫度為120℃~300℃,退火時(shí)間為0.5h~3h。

      10.如權(quán)利要求5或7所述的制備方法,其特征在于,所述步驟(2)中采用的短鏈配體溶液為氯化銨溶液、亞硝酸鈉溶液、氯化銅溶液、硝酸銀溶液或硝酸銅溶液。

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