[发明专利]甲醛检测传感器和使用其的系统

说明书

本发明的课题在于提供能够选择性且高精度地持续监测甲醛的甲醛检测传感器。本发明的甲醛检测传感器具备：反应部，至少含有羟胺盐类，与甲醛反应产生酸；以及响应部，具备担载有基于反应部中产生的酸而使电阻值发生变化的碳材料的电极，羟胺盐类与碳材料隔开。

技术领域

本发明涉及利用电阻值变化的甲醛检测传感器和使用其的系统。

背景技术

甲醛是挥发性有机化合物(VOC)之一，已知当超过一定量时，对人体是有害的。甲醛例如被包含在胶合板、漆、建材等中，在室内被放到大气中，可能会引起病态建筑综合症、癌等疾病。根据世界卫生组织(WHO)，室内的甲醛浓度基准为0.08ppm以下。

作为简单地检测这种甲醛的方法，已知一种检测管(例如，参照专利文献1)。根据专利文献1，在检测管中填充有利用磷酸羟胺与甲醛的反应的填充剂，并构成为因反应而变色。然而，这种检测管虽然能够在期望的场所对甲醛进行检测，但不能随时监测甲醛，是一次性的。

另一方面，已知碳纳米管在室温下显示半导体性，通过在其表面吸附气体等，电阻值容易变化。开发出使用这种碳纳米管的传感器(例如参照专利文献2和3)。根据专利文献2，公开了在电极上配置有接枝了与想要检测的化合物反应的基团的碳纳米管的传感器，通过电阻值的变化检测挥发性有机化合物等化合物。根据专利文献3，将碳纳米管搭载于射频识别标签，通过电阻率的变化，检测挥发性有机化合物等。然而，专利文献2和3都不是选择性地仅针对甲醛。

开发了使用碳纳米管的其它甲醛检测传感器(例如参照非专利文献1)。非专利文献1报道了：碳纳米管被四氟氢醌(TFQ)官能化，在干燥空气中，对于0.15ppm的甲醛导电率提高20％，对于甲醛具有高选择性的。然而，当相对湿度达到20％以上时，灵敏度大幅降低，因此不适合在通常的室内使用。

因此，期望开发出对甲醛显示高灵敏度、选择性优异、能够进行持续监测的甲醛检测传感器。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2003-287500号公报

专利文献2：日本特开2012-504227号公报

专利文献3：日本特表2017-509859号公报

非专利文献

非专利文献1：Shi等，Sens.Actuator B-Chem.，2013，177，370-375

发明内容

综上所述，本发明的课题在于提供能够选择性且高精度地持续监测甲醛的甲醛检测传感器。

本发明的甲醛检测传感器具备：反应部，至少含有羟胺盐类，与甲醛反应产生酸；和响应部，具备担载有利用所述反应部中产生的酸而使电阻值发生变化的碳材料的电极，上述羟胺盐类与上述碳材料隔开，由此，解决上述课题。

上述羟胺盐类可以是选自由羟胺(NH₂OH)的氢卤酸(halogen acid)盐、硝酸盐、硫酸盐、磷酸盐、硼酸盐和三氟乙酸盐所组成的组中的中和盐。

上述羟胺盐类可以是选自由NH₂OR(R为芳香族、环式或非环式的烃化合物，或它们的衍生物)的氢卤酸盐、硝酸盐、硫酸盐、磷酸盐、硼酸盐和三氟乙酸盐所组成的组中的中和盐。

上述碳材料可以是选自由碳纳米管、碳纳米角、石墨烯、富勒烯和它们的衍生物所组成的组中的碳材料。

上述碳纳米管可以含有10重量％以上的半导体型碳纳米管。

上述碳纳米管可以含有60重量％以上的半导体型碳纳米管。