[发明专利]甲醛气体传感器、制作方法及由此制成的甲醛监处装置

权利要求书

1.一种甲醛气体传感器，其特征在于：该甲醛气体传感器为电化学型两电极体系，其工作电极（2）为Pd-Ni/SiNWs甲醛催化电极，对电极（3）为Ni/SiNWs电极，由电解液（6）封装制成。

2.根据权利要求1所述甲醛气体传感器，其特征在于：所述的电解液（6）为浓度是2 M L^-1的KOH溶液。

3.根据权利要求1所述甲醛气体传感器的制作方法，其特征在于：两个电极的SiNWs骨架是N-型硅衬底通过常温化学湿法刻蚀获得；Ni/SiNWs对电极是采用无电镀技术在SiNWs表面沉积一薄层金属Ni之后在氩气环境保护下于300 ℃快速热退火10 min获得；Pd-Ni/SiNWs工作电极是SiNWs骨架表面无电镀共沉积金属镍和微量钯后在氩气环境保护下于300 ℃快速热退火10 min获得。

4.根据权利要求3所述甲醛气体传感器的制作方法，其特征在于：该方法的具体制作步骤如下： 

1) Ni/SiNWs甲醛气体传感器对电极的制备方法是取表面积约1.0×0.5cm²的SINWs薄片为预制电极衬底，用去离子水清洗，在1～5%的TritonX-100润湿剂中浸泡30～60s进行表面活化，使SiNWs表面生成H键终止表面；

按以下原料及摩尔配比制备化电极阵列无电镀镀液：镍源1mol L^-1，缓冲剂0.5 mol L^-1，钯源0.005~0.010mol L^-1，稳定剂2.5mol L^-1，表面活性剂0.001mol L^-1，促进剂0.2mol L^-1琥珀酸钠，螯合剂0.2mol L^-1；将上述镀液混合后放入100 mL去离子水中超声溶解20 min，再放入控温精度为0.1℃的恒温水浴槽中升温至80～90℃，通过滴加氨水调整镀液pH值至8.0-9.0，放入SiNWs阵列衬底进行无电镀共沉积，施镀时间为10～20 min；

2)Pd-Ni/SiNWs甲醛气体传感器工作电极的制作工艺同上，只是在镀液超声溶解前中加入1~5 mmol的PdCl₂试剂；

3)在RTA快速热退火系统中，氢气保护氛围下，400℃快速热退火300 s，以进一步增电极的物理稳定性，促进薄层内的Ni或Pd粒子分布更加均匀；同时，部分Ni粒子向Si体相扩散过程中会形成低电阻率的NiSi层。

5.根据权利要求4所述甲醛气体传感器的制作方法，其特征在于：所述的镍源采用六水硫酸镍、氯化镍，缓冲剂采用硫酸氨，钯源采用氯化钯、硫酸钯，稳定剂采用氟化氨，表面活性剂采用十二烷基硫酸钠，促进剂采用琥珀酸钠，螯合剂采用柠檬酸钠，pH调节剂采用氨水。

6.一种由甲醛气体传感器制成的甲醛监处装置，其特征在于：该装置由顺次电连接的甲醛传感器（1）、型号为STC12C5410AD的单片机（10）、型号为PKD01的峰电流保持器（11）和型号为LCD1602的显示输出器（12）组成。