電化學甲醛氣體傳感器
電化學型氣體傳感器一般可分為原電池式、可控電位電解式、電量式和離子電極式四種類型。
Knake等研究了一種基于金涂層納米薄膜作為工作電極的電化學傳感器,考察了氣流濕度和流速的影響,測定了一些有機和無機氣體的干擾,通過氧化鋁過濾選擇吸附克服來自 NO、NO2、SO2氣體的干擾。這種傳感器可以檢測低濃度的甲醛。
劉世偉等采用控制電位電解型的三電極體系,工作電極和對電極為所制備的納米級金催化劑作為活性物質的氣體擴散電極,對傳感器器件進行了響應時間的測試和線性關系的測試,測試選定控制電位為-70mV時,甲醛在0~50ppm的濃度范圍內,線性關系良好,靈敏度為1ppm。他們還通過犧牲模板法合成了具有空心結構的納米金催化劑并作為工作電極的活性物質,以1mol/L的KOH為電解質,組裝了電流型甲醛氣體傳感器,在0~2.23×10-6mol/L范圍內,其信號與氣體濃度線性回歸方程回歸系數達到0.9989。該傳感器靈敏度高于同載量實心金納米催化劑組裝的傳感器70%左右,并且貴金屬用量少,具有較快的響應時間、良好的重現性和良好的線性關系等優點。
張雁等采用電化學沉積法制備了鉑微粒/碳納米管修飾電極,并以該修飾電極作為甲醛的電化學傳感器,建立了一種測定甲醛的方法。該方法在0.01mol/L硫酸溶液中,富集電位為-0.1V且富集時間為3min時,甲醛的氧化峰電流在8.0μmol/L~1.0 mmol/L呈良好的線性關系(r=0.9960),檢測限為 3.0μmol/L 具有較高的靈敏度和較好的重現性。
周忠亮等采用循環伏安法在玻碳電極表面依次電沉積納米二氧化鋯和鉑微粒,制備了一種檢測甲醛的新型電化學傳感器。該修飾電極對甲醛有很好的電催化氧化作用,在0.1mol/L的H2SO4溶液中,甲醛濃度在1.0×10-6~5.0×10-3mol/L范圍內呈良好線性關系(r=0.9993),檢出限為 5.0×10-7mol/L。
Chia Yen-lee等研究了一種基于微機電系統的甲醛氣體傳感器,該傳感器是氮化硅微觀結構結合一個微小的鉑加熱器,一層NiO傳感薄膜和鉑叉指電極測量NiO層電阻的變化達到測量甲醛的目的。當甲醛存在于大氣中時,氧化反應發生在被加熱的NiO層附近。這種氧化導致了 NiO薄膜的電導率發生變化,并因此而改變了交叉電極之間的電阻。目前的實驗結果表明這種谷物大小的濺射氧化物薄膜檢測能力小于1.0 mg/m3,快速反應時間(13.2 s),快速恢復時間(40.0s)和高的選擇性,即能從一些干擾物質如丙酮、乙醇和甲醇氣體當中檢測出甲醛濃度。
楊嘉偉等通過檸檬酸三鈉還原法合成了納米金-活性炭、納米金-碳納米管催化劑,制備了甲醛電化學傳感器多孔氣體擴散電極,在甲醛氣體濃度為0.24和0.63mg/m3時,有較好響應,在0.1到0.84mg/m3范圍內,響應時間約80s。
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