[发明专利]低温甲醛、氨和一氧化碳的敏感材料

说明书

本发明涉及一种低温甲醛、氨和一氧化碳的敏感材料，其特征是Pd原子掺杂的由Co₂O₃、In₂O₃和MgO组成的复合粉体材料。其制备方法是：首先，由铟盐和镁盐制备氧化铟和氧化镁超细粉，由钴盐制备三氧化二钴；然后，将二氯化钯溶于盐酸水溶液中，用水合肼还原，并将获得的钯原子附着于氧化铟和氧化镁超细粉上；最后，与三氧化二钴混合并研磨，即得到Pd原子掺杂的由Co₂O₃、In₂O₃和MgO组成的复合粉体材料。用这种敏感材料制作的气体传感器可以在不超过200℃的温度下使用，背景信号很小，对甲醛、氨和一氧化碳的灵敏度都有较大提高，可以同时测定空气中的微量甲醛、氨和一氧化碳而不受常见共存分子的干扰。

技术领域

本发明涉及一种低温甲醛、氨和一氧化碳的敏感材料，特别是Pd原子掺杂的由Co₂O₃、In₂O₃和MgO组成的复合粉体材料，属于传感技术领域。

背景技术

甲醛(HCHO)是一种无色易挥发的化工原料，作为胶粘剂原料、消毒剂、防腐剂和整理剂被广泛应用于压缩板、涂料、油漆、化妆品和包装材料等产品中，并随着应用产品的使用被不断释放到空气中。人们对空气中各种浓度的甲醛有不同的反映：当空气中的甲醛浓度达到0.08mg/m³时儿童就会发生轻微气喘，达到0.1mg/m³时就有异味感，达到0.6mg/m³时可引起咽喉不适或疼痛，达到1mg/m³时会引起眼睛大量流泪，达到10mg/m³时则会感觉呼吸困难，达到30mg/m³时能使人窒息。长期接触低剂量甲醛(0.1mg/m³以下)可以引起慢性呼吸道疾病、女性妊娠综合症、新生儿体质降低和染色体异常等病变。

氨气(NH₃)是一种碱性、无色、具有强烈刺激性气味的气体，空气中的氨气因易溶于水而常被吸附在人体皮肤粘膜、眼结膜及呼吸道咽喉粘膜上。当空气中氨气浓度为0.5mg/m³时可使人感觉到刺激性气味；当空气中氨气浓度超过80mg/m³时，短时间内即可使人出现流泪、咽痛、咳嗽、胸闷、呼吸困难，并伴有头晕、头痛、恶心、呕吐、乏力等症状，严重的还会发生肺水肿和呼吸道病变。人们长期生活在低浓度的氨气环境中，可逐渐麻痹呼吸道纤毛和损害粘膜上皮组织，使病源微生物易于侵入，减弱身体对疾病的抵抗力。

一氧化碳(CO)为无色、无臭、无刺激性的气体，与空气混合爆炸极限为12.5％～74％。一氧化碳是大气中分布最广和数量最多的污染物，也是燃烧过程中生成的重要污染物之一。大气中的CO主要来源是内燃机排气，其次是锅炉中化石燃料的燃烧。凡含碳的物质燃烧不完全时，都可产生CO气体。在工业生产中接触CO的作业更多：冶金工业中炼焦、炼铁、锻冶、铸造和热处理的生产；化学工业中合成氨、丙酮、光气、甲醇的生产；矿井放炮、煤矿瓦斯爆炸事故；碳素石墨电极制造；内燃机试车；以及生产金属羰化物如羰基镍、羰基铁等过程，或生产使用含CO的可燃气体(如水煤气含CO达40％，高炉与发生炉煤气中含30％，煤气含5％～15％)，都可能接触CO。一氧化碳进入人体之后会和血液中的血红蛋白结合，由于CO与血红蛋白结合能力远强于氧气与血红蛋白的结合能力，进而使能与氧气结合的血红蛋白数量急剧减少，从而引起机体组织缺氧，导致人体窒息死亡。

甲醛、氨和一氧化碳的准确检测方法主要有：分光光度法、电化学法、气相色谱法、液相色谱法和化学发光法等，虽然这些方法灵敏度都比较高，但都需要预先富集采样和适当处理样品后才能通过分析仪器完成测定，因此必须在实验室完成，无法现场实现。近年来，由于室内装修和各类现代化生活用品的使用使室内空气污染日趋严重。甲醛、氨和一氧化碳是室内空气的主要污染物。因此研究快速准确测定空气中微量甲醛、氨和一氧化碳的技术和方法具有很强的现实意义。