[實用新型]甲醛傳感器

無效

• 申請號: 200920141556.7
• 申請日: 2009-01-19
• 公開（公告）號: CN201340407Y
• 公開（公告）日: 2009-11-04
• 發明（設計）人: 張思福
• 申請（專利權）人: 蘇州斯坦福生物科技有限公司
• 主分類號: G01N27/407
• 分類號: G01N27/407
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司
• 代理人: 馬明渡

技術領域

本實用新型涉及一種甲醛傳感器，具體涉及一種電化學甲醛傳感器，主要用于檢測空氣中游離態的甲醛。

背景技術

甲醛是一種毒性很大的氣體，在有毒化學品優先控制名單上高居第二位。甲醛對人體呼吸道粘膜和皮膚有強烈的刺激作用，吸入過量的甲醛可導致流淚、流涕、咳嗽等癥狀，并引發呼吸道疾病。室內空氣中甲醛濃度達到0.06～0.07mg/m³時，兒童就會發生輕微氣喘；達到0.1mg/m³時，就有異味和不適感；達到0.3mg/m³時，可刺激眼睛，引起流淚；達到0.6mg/m³時，引起咽喉不適或疼痛；濃度更高時，可引起惡心嘔吐，咳嗽胸悶，氣喘甚至肺水腫；達到30mg/m³時，會立即致人死亡。長期接觸甲醛常會引起呼吸道疾病、鼻炎癌、結腸癌、月經紊亂、白血病、智力和記憶力下降等，對兒童、孕婦、老人的傷害更為嚴重。甲醛已經被世界衛生組織確定為致癌和致畸形物質，是公認的變態反應源，也是潛在的強致突變物之一。

國家衛生標準中，一類民用建筑室內甲醛最高限值為0.08mg/m³。目前對空氣中游離態甲醛的檢測主要有實驗室分光光度法和現場快速檢測-甲醛傳感器法。

實驗室分光光度法全過程包括：現場采樣→對采集的樣品進行前處理→用分光光度計和甲醛標準溶液求得標準曲線→用分光光度計測量樣品吸光度→通過計算和統計分析求取采樣地點的甲醛濃度。該方法的缺點是：(1)費時，完成一次檢測一般需要6-8小時；(2)過程多而復雜，人為因素介入較大，每個環節的失誤都可能造成該次檢測的失敗；(3)非實時檢測，不符合對突發事故進行快速應急檢測的要求。

現場快速檢測-甲醛傳感器法。現場快速檢測是采用基于甲醛傳感器的電子測量儀器的方法。目前見諸于文獻報道的甲醛傳感器主要有以下幾種：

(1)甲醛半導體傳感器，采用如SnO₂，TiO₂等金屬氧化物半導體，使還原性甲醛氣體與半導體表面接觸時，與表面吸附的氧氣發生反應，降低晶粒間接觸勢壘，用半導體電導率的變化感知甲醛濃度的變化。該類傳感器靈敏度和恢復-響應特性還可以，但選擇性差，甲醇、乙醇、苯、甲苯、硫化氫、氨氣、酒精、液化氣、汽油對其有顯著干擾。

(2)硅膠-熒光甲醛傳感器，選擇性較好，線性響應也較好，但其恢復-響應特性和靈敏度都有待進一步提高。可用于定性和半定量的可視化的檢測甲醛。

(3)表面聲波甲醛傳感器，現有的表面聲波甲醛氣體傳感器受溫度、濕度影響較大，要進行溫度、濕度補償；并且選擇性和靈敏度都不高。

(4)氣體分子篩甲醛傳感器，因其選擇性，靈敏度和恢復-響應特性都不佳，目前還在進一步研究階段。

(5)電化學甲醛傳感器，原理為甲醛分子與傳感器中電介質在電極上發生氧化還原反應過程中發生電子轉移，在外電勢作用下形成電流。目前商品化的以電化學傳感器的甲醛檢測儀有由英國PPM技術有限公司；由美國Interscan公司提供的4160，美國Environmental?Sensors公司提供的Z-300。國內也有用英國First?Technology生產的乙醛傳感器生產出甲醛檢測儀。這些儀器中傳感器本身存在著檢測下限不夠(0.05ppm)，分辨率不夠(0.01ppm)，選擇性差，易受干擾。

發明內容

本實用新型提供一種甲醛傳感器，目的是解決現有電化學甲醛傳感器存在的選擇性差，分辨率不高的問題。

為達到上述目的，本實用新型采用的技術方案是：一種甲醛傳感器，包括殼體和甲醛傳感器芯體，殼體上設有進氣口和出氣口，殼體內在進氣口及出氣口間阻隔設置甲醛傳感器芯體，所述甲醛傳感器芯體由第一氣體擴散層、甲醛催化反應層、鉑金屬陽極層、氫離子通道層、鉑金屬陰極層、抗濕度干擾層和第二氣體擴散層依次層疊構成，所述進氣口位于第一氣體擴散層的一端，出氣口位于第二氣體擴散層的一端。

上述技術方案中的有關內容解釋如下：

1、上述方案中，第一氣體擴散層和第二氣體擴散層是使指從進氣口和出氣口進入甲醛傳感器的氣體在甲醛催化反應層和抗濕度干擾層表面均勻分散，從而使甲醛與電解質的反應充分快速，縮短甲醛傳感器的響應時間。

2、上述方案中，甲醛催化反應層采用耐熱、耐腐蝕、機械強度高的聚四氟乙烯多孔通透膜材料，在聚四氟乙烯多孔膜內填充顆粒直徑在納米級的含鉑石墨粉和電解質(甲酸)的混合膠體，鉑作為甲醛與電解質發生氧化還原反應的催化劑，甲醛在甲醛催化反應層中發生氧化反應。