[实用新型]甲醛传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种甲醛传感器，具体涉及一种电化学甲醛传感器，主要用于检测空气中游离态的甲醛。

背景技术

甲醛是一种毒性很大的气体，在有毒化学品优先控制名单上高居第二位。甲醛对人体呼吸道粘膜和皮肤有强烈的刺激作用，吸入过量的甲醛可导致流泪、流涕、咳嗽等症状，并引发呼吸道疾病。室内空气中甲醛浓度达到0.06～0.07mg/m³时，儿童就会发生轻微气喘；达到0.1mg/m³时，就有异味和不适感；达到0.3mg/m³时，可刺激眼睛，引起流泪；达到0.6mg/m³时，引起咽喉不适或疼痛；浓度更高时，可引起恶心呕吐，咳嗽胸闷，气喘甚至肺水肿；达到30mg/m³时，会立即致人死亡。长期接触甲醛常会引起呼吸道疾病、鼻炎癌、结肠癌、月经紊乱、白血病、智力和记忆力下降等，对儿童、孕妇、老人的伤害更为严重。甲醛已经被世界卫生组织确定为致癌和致畸形物质，是公认的变态反应源，也是潜在的强致突变物之一。

国家卫生标准中，一类民用建筑室内甲醛最高限值为0.08mg/m³。目前对空气中游离态甲醛的检测主要有实验室分光光度法和现场快速检测-甲醛传感器法。

实验室分光光度法全过程包括：现场采样→对采集的样品进行前处理→用分光光度计和甲醛标准溶液求得标准曲线→用分光光度计测量样品吸光度→通过计算和统计分析求取采样地点的甲醛浓度。该方法的缺点是：(1)费时，完成一次检测一般需要6-8小时；(2)过程多而复杂，人为因素介入较大，每个环节的失误都可能造成该次检测的失败；(3)非实时检测，不符合对突发事故进行快速应急检测的要求。

现场快速检测-甲醛传感器法。现场快速检测是采用基于甲醛传感器的电子测量仪器的方法。目前见诸于文献报道的甲醛传感器主要有以下几种：

(1)甲醛半导体传感器，采用如SnO₂，TiO₂等金属氧化物半导体，使还原性甲醛气体与半导体表面接触时，与表面吸附的氧气发生反应，降低晶粒间接触势垒，用半导体电导率的变化感知甲醛浓度的变化。该类传感器灵敏度和恢复-响应特性还可以，但选择性差，甲醇、乙醇、苯、甲苯、硫化氢、氨气、酒精、液化气、汽油对其有显著干扰。

(2)硅胶-荧光甲醛传感器，选择性较好，线性响应也较好，但其恢复-响应特性和灵敏度都有待进一步提高。可用于定性和半定量的可视化的检测甲醛。

(3)表面声波甲醛传感器，现有的表面声波甲醛气体传感器受温度、湿度影响较大，要进行温度、湿度补偿；并且选择性和灵敏度都不高。

(4)气体分子筛甲醛传感器，因其选择性，灵敏度和恢复-响应特性都不佳，目前还在进一步研究阶段。

(5)电化学甲醛传感器，原理为甲醛分子与传感器中电介质在电极上发生氧化还原反应过程中发生电子转移，在外电势作用下形成电流。目前商品化的以电化学传感器的甲醛检测仪有由英国PPM技术有限公司；由美国Interscan公司提供的4160，美国Environmental Sensors公司提供的Z-300。国内也有用英国First Technology生产的乙醛传感器生产出甲醛检测仪。这些仪器中传感器本身存在着检测下限不够(0.05ppm)，分辨率不够(0.01ppm)，选择性差，易受干扰。

发明内容

本实用新型提供一种甲醛传感器，目的是解决现有电化学甲醛传感器存在的选择性差，分辨率不高的问题。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种甲醛传感器，包括壳体和甲醛传感器芯体，壳体上设有进气口和出气口，壳体内在进气口及出气口间阻隔设置甲醛传感器芯体，所述甲醛传感器芯体由第一气体扩散层、甲醛催化反应层、铂金属阳极层、氢离子通道层、铂金属阴极层、抗湿度干扰层和第二气体扩散层依次层叠构成，所述进气口位于第一气体扩散层的一端，出气口位于第二气体扩散层的一端。

上述技术方案中的有关内容解释如下：

1、上述方案中，第一气体扩散层和第二气体扩散层是使指从进气口和出气口进入甲醛传感器的气体在甲醛催化反应层和抗湿度干扰层表面均匀分散，从而使甲醛与电解质的反应充分快速，缩短甲醛传感器的响应时间。

2、上述方案中，甲醛催化反应层采用耐热、耐腐蚀、机械强度高的聚四氟乙烯多孔通透膜材料，在聚四氟乙烯多孔膜内填充颗粒直径在纳米级的含铂石墨粉和电解质(甲酸)的混合胶体，铂作为甲醛与电解质发生氧化还原反应的催化剂，甲醛在甲醛催化反应层中发生氧化反应。