基于Pd/WO₃的氢致变色传感器制备及其性能研究

摘要

氢能作为最有发展前景的清洁能源在生产生活中越来越重要，有望替代传统的化石能源。然而氢气（Hydrogen, H₂）易燃易爆易泄露，使得H₂传感器的开发和利用越来越重要。氢致变色传感器在H₂中呈现出可直接被肉眼观察到的颜色变化，无需额外电学系统，因此在H₂传感器中脱颖而出。同时该类传感器的工作温度低，降低了因高温带来的H₂爆炸风险。采用阳极氧化法和紫外还原法制备了Pd/WO₃氢致变色材料，然后将氢致变色材料滴涂至柔性衬底上得到氢致变色传感器，该传感器具有出色的H₂检测性能。首先，传感器的着色速度快且着色明显，95 s内色差可达51；其次，传感器的工作温度为室温，大大降低了H₂爆炸的风险；最后，传感器的检测下限较低，其在体积分数为0.04%H₂下的颜色变化仍然可以被肉眼所分辨。另外，该传感器使用的柔性衬底使其能贴合于各种不规则的潜在泄漏点上，应用更加广泛。

关键词

H₂传感器 / 阳极氧化法 / 紫外还原法 / 常温环境 / 气致变色