[发明专利]一种基于氧化铑-纳米多孔镍复合电极检测甲醛的电化学方法

说明书

本发明提供了一种可检测甲醛的氧化铑‑纳米多孔镍(Rh₂O₃@NPNi)复合电极及其制备方法。本发明采用模板法制备纳米多孔镍电极，并在多孔镍电极表面修饰氧化铑，获得氧化铑‑纳米多孔镍复合电极。电极具有三维有序的纳米多孔镍与高催化活性的片状氧化铑相复合的结构，增加了气体传输的通道，提高了电极对甲醛的灵敏度和响应速度。该复合电极结构稳定，修饰材料与电极之间无界面阻碍电子的传输，可用于微量污染物甲醛的快速检测，可用于便携式甲醛检测传感器。

技术领域

本发明属于气体电化学检测领域，涉及一种基于氧化铑-纳米多孔镍复合电极检测甲醛的电化学方法，具体涉及一种用于微量甲醛污染物精准快速检测的氧化铑-纳米多孔镍(Rh₂O₃@NPNi)复合电极及其制备方法。

背景技术

甲醛(Formaldehyde)，化学式HCHO，又称蚁醛，天然存在的有机化合物，被列入″高危致癌须严格控制的物质″。甲醛用途广泛，是生产工艺简单、原料供应充足的大众化工产品，是甲醇下游产品树中的主干，世界30％左右的甲醇都用来生产甲醛，年产量在2500万吨左右。

甲醛有刺激性气味，低浓度即可嗅到，人对甲醛的嗅觉阈通常是0.06-0.07mg/m³。长期、低浓度接触甲醛会引起头痛、头晕、乏力、感觉障碍、免疫力降低，并可出现瞌睡、记忆力减退或神经衰弱、精神抑郁等症状。长期接触甲醛对呼吸系统的危害也是巨大的，可引发呼吸功能障碍和肝中毒性病变，表现为肝细胞损伤、肝辐射能异常等。新装修的房间甲醛含量较高，是众多疾病的主要诱因。

2017年10月27日，世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单中，将甲醛放在一类致癌物列表中。2019年7月23日，甲醛被列入有毒有害水污染物名录(第一批)。在国家卫生标准中，一类民用建筑室内甲醛最高限值0.08mg/m³。因此，准确检测和控制环境中的甲醛浓度至关重要。

目前用于甲醛检测的传感器种类繁多，但是大多数甲醛传感器受环境湿度干扰较大，而且参考电位易出现″漂移″现象，工作稳定性差，影响甲醛检测的精度和可靠性。而电化学检测方法具有快速响应、灵敏度高、制备简单和方便携带等优点，是目前快速、精准检测分子的最佳方法。将活性催化材料负载到电极上，通过与目标分析物发生反应，并产生与目标分析物浓度成正比的电信号。通过测量电极的电流或者阻抗等响应参数，可以推测被测物的含量，具有很好的选择性和灵敏性。

在对甲醛检测中，纳米多孔材料可以显著增强传感能力。这种增强主要是来自于材料几何特征，例如不规则性、大比表面积和高孔隙率，这使得电极表面上的活性位点更多，分子和电极表面之间的电荷转移的可能性增加。同时，采用原位修饰技术，保证了电极的结构与性能的稳定，可同时用于环境与水体中微量甲醛的精确检测。

发明内容

本发明所要解决的主要技术问题是现有甲醛传感器受湿度影响、稳定性差、灵敏度不够高、检测不够精准的间题，具体为环境和水体中微量污染物甲醛无法精准检测的问题。

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种可检测甲醛的氧化铑-纳米多孔镍(Rh₂O₃@NPNi)复合电极。

本发明的氧化铑-纳米多孔镍复合电极包括电极基底和电极修饰层，其中电极修饰层为氧化铑-纳米多孔镍，具体是在纳米多孔镍表面修饰氧化铑，具体结构表现为含有微观孔洞与表面层片状结构，孔洞直径小于50nm。