[发明专利]一种基于光催化检测甲醛气体浓度的装置

说明书

本发明公开了一种基于光催化检测甲醛气体浓度的装置，包括底座，在底座上安装有转动组件和光催化检测组件，所述光催化检测组件包括阳极单元、阴极片和电流表，转动组件的步进电机与阳极单元的钛轴连接，阳极单元的钛片与电解液接触并通过碳刷和导线与阴极片串联连接，电流表串联在碳刷与阴极片之间，且钛片的迎光侧通过阳极氧化法制备出二氧化钛纳米管。作为阳极的钛片在受到光照的时候与阴极片形成闭合回路，用电流表通过电流大小，响应甲醛浓度的大小。本发明可以简单便捷的对空气中所含的甲醛进行准确的测量，有效地减少了药品以及仪器的损耗，降低了检测成本，在保证精度的条件下显著缩短了检测时间，并且极大地简化了检测过程。

技术领域

本发明属于甲醛检测技术领域，具体涉及一种基于光催化检测甲醛气体浓度的装置。

背景技术

近年来，随着建筑行业的迅猛发展，许多含有大量甲醛建筑材料、家具被使用，导致人们所居住的室内环境中含有大量的甲醛。高于一定浓度的甲醛，会威胁人们的身体健康，造成上呼吸道、眼部、肝部等部位的病变。如何对室内空气中甲醛浓度进行精确的检测显得尤为重要，目前存在的方法主要有分光光度法、荧光法、色谱法等，然而它们所具有的最显著的共同缺点就是流程复杂、操作过程要求精度较高，而且需要大量的药品及检测仪器，推广普遍使用的条件苛刻。

发明内容

本发明提供一种基于光催化检测甲醛气体浓度的装置，用于解决现有的甲醛检测方法存在流程复杂、操作过程要求精度较高，而且需要大量的药品及检测仪器，推广普遍使用的条件苛刻等问题，通过使用本发明，可以简单便捷的对空气中所含的甲醛进行准确的测量，有效地减少了药品以及仪器的损耗，降低了检测成本，在保证精度的条件下显著缩短了检测时间，并且极大地简化了检测过程。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：一种基于光催化检测甲醛气体浓度的装置，包括底座，在底座上安装有转动组件和光催化检测组件，所述光催化检测组件包括阳极单元、阴极片和电流表，转动组件的步进电机与阳极单元的钛轴连接，阳极单元的钛片与电解液接触并通过碳刷和导线与阴极片串联连接，电流表串联在碳刷与阴极片之间，且钛片为经阳极氧化法制得的钛片。作为阳极的钛片在受到光照的时候与阴极片形成闭合回路，用电流表通过电流大小，响应甲醛浓度的大小。

所述转动组件包括步进电机和联轴器；步进电机固定在底座上，且步进电机的输出轴与联轴器连接。

所述联轴器为梅花联轴器。

所述阳极单元，包括钛轴、钛片、反应腔、电解液、碳刷和导线；钛轴的一端通过联轴器与步进电机的输出轴连接，钛轴的另一端穿过反应腔的腔壁上的转孔并位于反应腔内，钛轴位于反应腔内的一端与钛片固定连接，钛片的上部露出反应腔，钛片的下部与电解液接触，电解液位于反应腔内；碳刷固定在反应腔的腔壁外侧并与钛轴接触；导线将碳刷和电流表和阴极片串联在一起；且阴极片通过导线设置在反应腔内且位于电解液内部。设置联轴器的目的在保证一定扭矩的条件下，满足步进电机与钛轴的绝缘。钛片的使用是因为便于在其表面形成致密稳定的二氧化钛纳米管。

所述电解液为去离子水、无水硫酸钠以及氢氧化钠的混合溶液。无水硫酸钠的作用是为了加强溶液的电导率，提高离子的传质，氢氧化钠的作用是为了提供一个碱性环境，在碱性条件下，由于氢氧根的存在能够增强电子空穴对的分离，提供更多的氧化性物质，强化光响应电流的精度。

所述反应腔的底部为弧形底，目的是消除局部流动死区及由此产生的对监测结果的偏差。

所述电解液的高度位于钛片的1/2处，因为在液高为钛片的1/2处时，二氧化钛表面形成的液膜最优，则测得值就最接近实际值。

所述钛片的氧化过程是先将钛片置入0.1M氟化铵乙二醇溶液中，在20V的直流电压下恒压电解0.5h，然后将电解处理后的钛片在马弗炉中在空气气氛下煅烧2h，升温速率设置为3℃/min，最后自然冷却。

在转孔处平行安装有骨架油封和陶瓷轴承，钛轴穿过骨架油封和陶瓷轴承。