具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明，本发明的内容不局限于以下实施例。

一种氢气敏感元件的制备方法，包括以下步骤：

(1)将玻璃基底清洗吹干备用；玻璃基底为1cm*1cm的块状，清洗吹干步骤为：将玻璃基底依次放入丙酮、异丙醇和去离子水中进行超声清洗，其中超声时间为10～ 20min，随后利用氮气吹干玻璃基底。

基片也可选其他常见的聚合物柔性材料，例如有机玻璃PMMA、PS、PC、PET、 FEP等。

(2)将聚四氟乙烯涂覆至玻璃基底上形成带聚四氟乙烯薄膜的玻璃基底；涂覆过程为：使用匀胶机将聚四氟乙烯聚合物以2000rpm的速度在玻璃基底上自旋涂覆，其中涂覆时间为20～40s，聚四氟乙烯薄膜的厚度为260～300nm；带聚四氟乙烯薄膜的玻璃基底形成后，再将带聚四氟乙烯薄膜的玻璃基底放在160～180℃的热板上烘烤8～ 12min；且使用等离子体表面处理仪对带聚四氟乙烯薄膜的玻璃基底进行氧等离子体处理4～6s，氧等离子体处理用以增强带聚四氟乙烯薄膜的玻璃基底的亲水性。

(3)将聚电解质二烯丙基溶液滴在聚四氟乙烯薄膜表面上，且静置后冲洗带聚四氟乙烯薄膜的玻璃基底，静置时间为30～50s；冲洗步骤为：利用去离子水冲洗带聚四氟乙烯薄膜的玻璃基底，利用聚电解质二烯丙基溶液在聚四氟乙烯薄膜表面上形成带正电荷的表面层。

(4)将聚苯乙烯圆盘颗粒悬浮液间隔滴在聚四氟乙烯薄膜表面上，且静置后冲洗吹干带聚四氟乙烯薄膜的玻璃基底，静置时间为2～4min，冲洗吹干步骤为：利用去离子水冲洗带聚四氟乙烯薄膜的玻璃基底，然后利用氮气吹带聚四氟乙烯薄膜的玻璃基底至表面干燥。

聚苯乙烯圆盘颗粒悬浮液带负电荷，因此聚苯乙烯圆盘颗粒会吸附在带正电荷的聚四氟乙烯薄膜表面上。

(5)利用蒸发设备在带聚四氟乙烯薄膜的玻璃基底的表面上蒸发制备铬膜，将聚苯乙烯颗粒以及聚苯乙烯颗粒上方的部分铬膜剥离，聚四氟乙烯薄膜和铬膜上有聚苯乙烯颗粒的剥离而产生的孔洞，铬膜的厚度为13～17nm；

(6)对带聚四氟乙烯薄膜的玻璃基底进行氧等离子体处理，且刻蚀孔洞，直至孔洞下方的聚四氟乙烯薄膜被刻蚀；氧等离子体处理的时间为4～6min；

(7)在孔洞中沉积金属金和钯；金和钯的质量相同；

(8)去除聚四氟乙烯薄膜和铬膜；去除聚四氟乙烯薄膜和铬膜的步骤为：将带铬膜、聚四氟乙烯薄膜的玻璃基底放入丙酮中，聚四氟乙烯薄膜会在丙酮中溶解，铬膜会随着聚四氟乙烯薄膜的溶解脱落；去除聚四氟乙烯薄膜和铬膜后，将玻璃基底放入异丙醇中浸泡，随后利用氮气吹干玻璃基底。

(9)将玻璃基底进行退火，金属钯与金会在高温的作用下无限互溶，形成连续固溶体，即钯金合金；退火步骤为：将玻璃基底放入退火炉中，利用氩气以500℃的温度退火24h。

(10)在玻璃基底在上依次涂抹聚四氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯；涂抹步骤为：利用基压为10^-7mbar、沉积压力为5×10^-3mbar的射频磁控溅射系统在玻璃基底上制备聚四氟乙烯薄膜，在聚四氟乙烯薄膜上以2000rpm的速度自旋涂覆聚甲基丙烯酸甲酯，涂覆20～40s形成聚甲基丙烯酸甲酯薄膜，将带聚四氟乙烯薄膜、聚甲基丙烯酸甲酯薄膜的玻璃基底在160～180℃的热板上软烘加热4～6min。

一种氢气敏感元件，玻璃基底1上均布有钯金合金纳米粒子4，钯金合金纳米粒子为圆盘状，玻璃基底和钯金合金纳米粒子上依次设有聚四氟乙烯薄膜2、聚甲基丙烯酸甲酯薄膜3。

圆盘状的比表面积大于同等体积的柱状、圆锥状的比表面积，因此加大了钯金合金纳米粒子与氢气的检测面积；同时纳米粒子对比于现有使用钯膜的氢气传感器而言，所使用的钯的质量远远少于现有技术，因此极大的降低了成本。

本发明的氢气敏感元件中包含聚四氟乙烯薄膜，聚四氟乙烯薄膜具有较高的耐化学性、疏水性和较高的折射率，聚四氟乙烯薄膜能够降低氢进出等离子体金属纳米颗粒的表面活化能，聚四氟乙烯薄膜能够优化纳米颗粒比表面积、降低表面活化能、抑制迟滞现象，从而提高检测极限。