技术摘要：
一种基于荧光法检测氢气的复合传感膜及其使用方法，传感膜包括有透明支撑基材层，所述透明支撑基材层表面结合有荧光材料镀层，所述荧光材料镀层表面结合有散射光镀层，所述散射光镀层表面结合有黑色镀层，采用以下步骤使用传感膜：S1，用紫外线或蓝光作为激发光源辐照  全部
背景技术：
氢气是最有前途和发展潜力的新能源。由于氢气是一种易燃易爆气体(尤其是在 有一定氧气混合存在条件下)，因此其检测是安全使用新能源的关键。目前氢检测所用传感 器从信号来源上定义有传统的电化学技术，光纤检测技术及荧光检测技术等。电化学传感 器由于使用寿命短，需定期维护等缺点逐渐被光学传感器取代。光纤检测技术通过修饰光 纤功能涂层，检测由于氢气的吸附或表面化学反应引起的光路系统中吸光度、反射或散射 光强等变化来表征被测氢气含量，其缺点在于系统复杂、成本高，传感器受环境因素影响使 得稳定性差。 本发明设计了一种基于荧光法检测氢气的复合传感膜及制备方法，通过制备含有 过渡金屈或贵金屈纳米富氢薄膜，以及光催化复合薄膜设计，制备低成本、高性能、长寿命 的氢气传感膜以解决上述问题。
技术实现要素：
为解决上述技术问题，本发明提出了一种基于荧光法检测氢气的复合传感膜，采 用荧光染料分子材料作为基质的复合光学薄膜，该复合光学薄膜可以通过不同波长的光辐 照产生荧光；所发射出的荧光对氢气敏感，通过荧光淬灭机制，可以对氢气浓度进行表征和 计算，从而使得该光敏感膜成为氢气的一种传感单元。 为达到上述目的，本发明的技术方案如下：一种基于荧光法检测氢气的复合传感 膜，包括有透明支撑基层，所述透明支撑基层表面结合有荧光材料镀层，所述荧光材料镀层 表面结合有散射光镀层，所述散射光镀层表面结合有黑色镀层。 本发明进一步设置为：所述散射光镀层与所述黑色镀层之间设置有反光层 本发明进一步设置为：反光层采用Ag或Au金屈镀层材料，所述反光层的厚度在 0.0-100μm。 本发明进一步设置为：所述散射光镀层采用钛白粉、氧化锌粉、金屈钯、金屈铂、金 屈铪，金、银粉末、氧化钨粉末中至少两种材料的混合物。 本发明进一步设置为：所述荧光材镀层采用一种或多种BODIPY系列染料分子，染 料核心分子结构如式(1)所示： 通过调节侧链或拓展π-共轭体 系的获得如下的荧光染料分子： 4 CN 111548789 A 说　明　书 2/5 页 如式(2)的产物1： 如式(3)的产物2： 如式(4)的产物3： 如式(5)的产物4： 本发明进一步设置为：采用370-500nm激发光源激发敏感传感膜，在不同基质材料 中添加一种或多种如产物1、产物2、产物3和产物4中所标记的荧光染料分子，通过旋涂或喷 涂制备复合传感膜，可获得发射波长520-780nm的稳定荧光信号。 本发明进一步设置为：所述散射光镀层采用Pd-Au二元合金颗粒、金屈Pt颗粒、金 屈铪颗粒的一种或多种混合形成富氢薄膜层，其中Pd-Au二元合金颗粒、金屈Pt颗粒、金屈 铪颗粒粒径在1nm-5um范围内。 本发明进一步设置为：所述散射光镀层采用具有光催化性能的纳米粉末材料Ti02 与金属颗粒物混合，Ti02颗粒浓度控制在0.01mg-100g/L。 5 CN 111548789 A 说　明　书 3/5 页 本发明进一步设置为：所述黑色镀层选择黑色石墨或黑色碳粉或黑色金屈粉末。 本发明还公开了一种传感膜的使用方法，通过光电二极管对荧光染料分子激发产 生的参比光进行采集，并将光信号转换成电信号，经过算法处理后获得氢气的浓度。 为达到上述目的，本发明的技术方案如下：一种传感膜的使用方法，包括有如下步 骤： S1，用紫外线或蓝光作为激发光源辐照外层传感膜，再用与产生的激发光波长相 近(±20-30nm)的绿光、蓝光或红光LED为参比光源，利用荧光淬灭原理，通过氢气分子与荧 光分子的相互作用，获得激发光与参比光的光相位差； S2，经光电二极管检测采集激发光与参比光，将光信号转换为电信号，将激发光与 参比光通过处理模块对数据进行非线性算法拟合处理，获得最稳定，最敏感的氢气浓度变 化。 附图说明 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述 中所需要使用的附图作简单地介绍。 图1为传感膜的结构示意图； 图2为传感膜的检测原理示意图； 图3为传感膜使用流程示意图。 图中：1、传感膜；11、透明支撑基材层；12、荧光材料镀层；13、散射光镀层；14、黑色 镀层；15、反光层；2、参比光源；3、激发光源；4、光电二极管；5、处理模块。