基于MoO3/PANI/Pd纳米复合材料的高灵敏度光纤氢传感技术研究

本文推荐一种基于MoO3/PANI/Pd纳米复合材料的锥形光纤氢传感器，通过场发射扫描电镜（FESEM）、X射线衍射（XRD）等技术验证其高表面粗糙度与均匀分散性。该传感器在室温下展现16.81/vol%灵敏度、90秒快速响应及优异选择性（抗NH3/CH4干扰），为工业氢泄漏实时监测提供高效解决方案。

　　

高光亮点
锥形多模光纤制备
氢传感器采用纤芯62.5 μm、包层125 μm的多模光纤（MMF），通过Vytran GPX-3400设备热拉锥技术制备。锥区包层直径缩减至20 μm，腰长10 mm，两端锥区各5 mm（图1）。该设计显著增强倏逝波与待测气体的相互作用。

氢气（H₂）传感响应
基于MoO₃/PANI/Pd纳米复合材料的氢光学传感器在0.125%-2.00%浓度范围内测试。纯MoO₃传感器作为对照，而MoO₃/PANI/Pd复合体系展现出更优性能。

MoO₃/PANI/Pd复合传感器的传感机制
其核心在于氢分子与锥形光纤（TOF）表面纳米涂层的相互作用。如图16所示，倏逝波在锥区穿透涂层时，其折射率因氢吸附改变，进而调制光传输特性。

未来研究方向
当前230秒恢复时间仍需优化，建议通过改善Pd纳米颗粒分散性、开发杂化材料加速氢解吸动力学。环境温湿度的影响也需系统评估。

结论
MoO₃/PANI/Pd涂层锥形光纤传感器在灵敏度（16.81/vol%）、响应速度（90秒）和抗干扰性（NH₃/CH₄）方面超越传统设计，为工业安全监测提供稳定可靠的解决方案。