[发明专利]甲醛气体传感器

说明书

技术领域

本发明提供了一种气体传感器，特别是指一种甲醛气体传感器。

背景技术

刨花板、密度板等人造板材，胶粘剂、墙纸等装修材料，化纤纺织品、消毒剂等日常生活用品都会散发出甲醛，液化石油气等石化燃料不完全燃烧也会释放出甲醛，因此在空气中会存在一定的甲醛。室内空气中甲醛浓度一般在0.01ppm(part per million，百万分之一)到0.5ppm，个别污染严重的居室，甲醛浓度可以达到1ppm以上，超过一定浓度的甲醛会对人体造成伤害(我国的国家室内空气质量标准中规定甲醛最高允许浓度为0.08mg/m³)。为保证人身安全，就需要对空气中的甲醛浓度进行检测。以前的监测方法是先现场采样，再进行室内分析，这种监测方法操作繁琐、测定时间长，不能满足现场大批测定的监测需求。

发明专利CN101349669A公开了一种在现场即可对甲醛浓度进行检测的甲醛气体传感器，其包含一基板、一电极层及一气体感测层，该基板由绝缘材料制成，该电极层设置于该基板的一侧，该气体感测层至少由氧化镍(NiO)制成，该气体感测层设置于该电极层的一侧，使该电极层介于该基板及气体感测层之间，该气体感测层的厚度介于0.3至0.52μm，电极层包含一个用于催化气体的感测电极组及一个用于加热该气体感测层的加热电极组。加热电极组将气体感测层加热到一定温度，甲醛气体传感器才能对甲醛气体进行监测。

上述甲醛气体传感器具有下述缺点：加热电极组必须将气体感测层加热到很高的温度(300摄氏度)，甲醛气体传感器才能进行正常监测。这样会消耗很多能量，造成能源浪费。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种甲醛气体传感器，其在常温下就能对甲醛气体进行检测，节省能源。

本发明提供的甲醛气体传感器，包括：进气外壳101、支撑外壳102、膜电极复合体104、工作电极引线105A和对电极引线105B，其中，

支撑外壳102和可嵌入其中的进气外壳101构成一个中空的闭合外壳，对置于其中的膜电极复合体104进行支撑，甲醛从进气外壳101的进气口进入；

膜电极复合体104包括固态电解质和分别设置在固态电解质两侧的由贵金属催化剂制成的工作电极和对电极，工作电极引线105A与工作电极连接，对电极引线105B与对电极连接。

由上可知，采用上述技术方案的甲醛气体传感器在常温下就能对甲醛气体进行检测，节省能源。

其中，所述贵金属催化剂为铂、钯、铑、金、银、钌中的一种或几种。

由上可知，由铂、钯、铑、银、金、钌中的一种或几种制成的工作电极和对电极对甲醛有很高的催化活性，采用本发明内容制成的工作电极在室温下，对甲醛具有良好的催化氧化活性，可以分解甲醛，产生电子，通过电极引线到达对电极，通过一系列的外部电路处理，可以检测出室内甲醛浓度，检测的甲醛浓度的下限低至0.01ppm。

其中，所述固态电解质采用全氟磺酸质子交换膜，所述全氟磺酸质子交换膜为强酸处理过的全氟磺酸质子交换膜，其酸浓度为40～75％。

由上可知，全氟磺酸质子交换膜具有体积小、转换效率高的优点，固态电解质采用全氟磺酸质子交换膜，可以减少甲醛气体传感器的响应时间。强酸处理过的酸浓度为40～75％的全氟磺酸质子交换膜不易受外界湿度变化的影响，可降低相对湿度对甲醛传感器输出信号的干扰，提高甲醛传感器输出信号的真实性。

其中，所述工作电极和对电极是采用全氟磺酸质子交换膜浸渍还原贵金属盐制成的。

由上可知，采用全氟磺酸质子交换膜浸渍还原贵金属盐制成的工作电极和对电极催化活性高。

其中，所述工作电极和对电极的电阻为1～30欧姆。

由上可知，电阻为1～30欧姆的工作电极和对电极的催化活性更高。

其中，所述膜电极复合体104是将固态电解质和其两侧的工作电极和对电极在压力为120～140KPa，加热温度为80～100℃，热压时间为5分钟的条件下热压而成的。

由上可知，在上述条件下热压形成的膜电极复合体104的转换效率更高。

较佳的，还包括设置在膜电极复合体104的两侧的第一多孔垫片103A和第二多孔垫片103B。

由上可知，在膜电极复合体104的两侧设置第一多孔垫片103A和第二多孔垫片103B，可以使工作电极引线105A与工作电极固定及紧密的接触，有利于电荷传递。

其中，还包括引线固定件106，用于将工作电极引线105A和对电极引线105B的引出端固定在支撑外壳102上。