电化学传感器法在甲醛检测领域的应用
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电化学传感器法在甲醛检测领域的应用目前用于甲醛的测定方法很多,许多分析方法也是与采样方法联合使用,相辅相成。甲醛的检测方法主要可分为光谱法、色谱法、分光光度法和电化学传感器法。
随着现代电子技术的迅速发展,传感技术已形成一个独立的新兴的高科技领域。传感器法主要基于电化学原理,具有操作简便、携带方便、快速灵敏等优点,同时还可以直接现场检测甲醛浓度,检验当时显示出结果,以满足快速检测甲醛的要求。根据甲醛气体传感器的敏感材料的不同,其类型主要分为氧化物型、聚合物型、金属纳米粒子型以及其他材料甲醛气体传感器。
1.基于氧化物的甲醛气体传感器
金属氧化物甲醛气体敏感材料是近年来研究最多,应用也最为广泛的气体敏感材料,它具有响应速度快、稳定性高、灵敏度较好、使用方便等优点。其中,基于金属氧化物的甲醛气体传感器主要集中在TiO2,SnO2,NiO,In2O3等氧化物材料上,这些金属氧化物对甲醛有较高的灵敏度,并且制备的甲醛传感器也具有良好的性能。除了金属氧化物之外,一些半导体氧化物也表现出其在甲醛传感器上的优异性能,如SiO2。
2.基于聚合物的甲醛气体传感器
随着研究的深入,利用甲醛与有机化合物之间的化学反应引起的颜色变化,然后通过色谱法进行检测的聚合物甲醛气体敏感材料也取得了较大的发展。Srinives S等人以伯胺官能化聚苯胺(PANI)纳米薄膜为基体制造了化学电阻传感器。这种聚合物材料传感器最低检测极限400×10-9,并且在丙酮和甲酸气氛下对甲醛有良好的选择。
3.基于纳米材料的甲醛气体传感器
金属纳米粒子具有良好的催化性能,对甲醛分子也表现出良好的催化氧化活性。Zhou Z L等人通过电化学沉积法将Pt-Pd纳米合金沉积到全氟磺酸薄膜修饰的玻碳电极上。通过该电极的循环伏安法和线性扫描伏安法研究其电催化行为,结果表明,甲醛的氧化和电催化活性在10 μm~1 mm范围内呈现出线性关系,宽的线性范围和高灵敏度使得它在甲醛传感器领域有很大的应用价值。
4.基于其他材料的甲醛气体传感器
除上述材料之外,石墨烯、碳纳米管以及一些生物材料也被用于甲醛气体敏感材料的制备。纳米结构的氧化物、高分子聚合物、金属纳米粒子以及石墨烯具有独特的电子结构和丰富的形貌结构,这些对提高甲醛气体检测的灵敏度和选择性有明显的促进作用。但也应该注意到,对于基于金属氧化物的甲醛气体传感器仍然存在响应时间长,电阻温度系数大等缺点。提高金属氧化物膜的制备技术和表面修饰技术,以获得性能良好的气体敏感材料是制备基于金属氧化物膜材料甲
醛气体传感器的核心。