摘 要： 以甲醛标准物质量值溯源方式不同展开讲解，分别重点介绍了室内环境甲醛检测所常用分光光度法、气体传感器技术，以及结合未来低碳计量发展前景而着重介绍了光腔衰荡光谱技术相关内容。列举了较为常见典型技术并从基础原理、反应机理和实际应用等方面进行讲解，并分析与总结相关检测技术的优缺点以及探讨了服务于低碳计量的可行性与未来前景，进而有助于完善甲醛量值溯源体系，为满足低碳计量所需微痕量甲醛气体检测工作而提出可行的方案。

关键词： 甲醛气体检测； 分光光度法； 传感器； 低碳计量； 光腔衰荡光谱

 

随着“双碳”目标提出，减污降碳、协同增效作为促进经济社会发展全面绿色转型的总抓手，推进生态优先、节约以实现绿色低碳发展，而贯穿全流程的一项重要工作即开展碳计量，既是基石也是贯彻全程的核心要素。挥发性有机物(VOCs)作为碳计量中的重要组成部分，为此生态环保部颁布《生态环境监测规划纲要(2020—2035年)》、《减污降碳协同增效实施方案》对全面推进117种VOCs有效治理和精准管控，对实现VOCs排放量明显下降提出了新的要求和挑战。VOCs监测工作涉及13种醛、酮类组分的分析测试，其中甲醛作为醛酮类中重要分析组分而备受关注。甲醛检测技术研究一直以来便是关注热点关系着人类身体健康安全问题。甲醛是一种高活性无色无味毒性气体，很早就有研究表明甲醛对人体危害很大，世界卫生组织(WHO)在2004年将其列为I类危险致癌物，确定甲醛为第三大室内污染物，并规定室内空气中甲醛的安全暴露限值在30 min内不得超过80×10-9 mol/mol，对室内环境中甲醛气体含量检测随之成为重要研究内容[1‒3]。早期气体传感器则受限于材料理论与方法积累等基础性研究不足，以及器件加工工艺的集成限制，造成其灵敏度较低且测量结果偏差较大。相较之下，分光光度法稳定性较好，随着理论体系不断完善而被广泛使用，并且早期技术条件基本实现气体采样与分光定值的需求，能足够适用于室内环境空气中检测甲醛气体含量(10-6 mol/mol)[4]。而后，气体传感器所需技术工艺革新发展，打破材料合成壁垒而制备新型气敏材料使气体传感器相关特性参数得到进一步提升，并突破器件加工微型化难题而实现信号采集与传输的集成一体化使得气体传感器测量精确度得以提升，因而逐渐成为室内环境空气中检测的主流选择[5‒7]。

为避免空气中甲醛污染所引起的不利影响，借助相应检测技术手段确保被测甲醛含量能够有效溯源至甲醛标准物质，以保证计量溯源的完整性，且甲醛标准物质定值方式不同会造成选择检测技术的差别。笔者结合多年来甲醛相关计量检测的工作经验与实践，介绍了日常室内环境检测工作中所涉及的甲醛检测技术如分光光度法与气体传感器技术。此外，随着低碳计量概念提出，甲醛气体检测技术未来朝着痕量(10-9 mol/mol)级的需求迈进，对国际热门的光腔衰荡光谱(CRDS)技术也进行了详细介绍。

 

1、 甲醛量值溯源体系

 

图1为甲醛标物工作原理流程图，根据定值方法的不同对甲醛量值溯源流程分别介绍。参照GB/T 18204.2—2014《公共场所卫生检验方法　第2部分：化学污染物》，甲醛水溶液标准物质经不同比例稀释以建立呈梯度甲醛含量的标准工作曲线，并经分光光度计定值其吸光度，而拟合吸光度与甲醛含量相关线性方程用以定值采样后吸收液中甲醛含量。参照JJG 1022—2016《甲醛气体检测仪检定规程》，该规程介绍了甲醛气体含量的可分别溯源至三聚甲醛扩散管标准物质与甲醛气体标准物质。三聚甲醛扩散管标准物质，基于动态扩散法原理，通过对气体温度、压力和流量的精确控制产生稳定的三聚甲醛气体，并利用加热催化方式使三聚甲醛分子裂解为甲醛分子，然后经配比稀释制备目标浓度的甲醛气体标准物质[8]；甲醛气体标准物质，则使用配气装置制备后导入钢瓶储存，由于现有制备技术与包装容器钝化处理技术的局限很难实现低含量(10-9 mol/mol)级甲醛气体标准物质的研制[9]。由此，针对选择甲醛标准物质所引起的溯源流程不同导致所测甲醛介质的差别，进而所使用检测方式各有不同。

图1   甲醛标物工作原理流程图

Fig. 1   Formaldehyde standard working principle flow chart

 

2、 甲醛气体检测技术

 

2.1 分光光度法

分光光度法发展历史悠久，随着检测方法的不断改良革新，对化学样品含量的检测发挥着重要作用，由于其成本低廉、成熟可行以及操作简便被广泛应用[10]。分光光度法基于朗伯-比尔定律，通过物质对光的选择性吸收以及吸收光谱中某特定波长处吸收光强来实现定性和定量分析。该方法通过配制相应被测气体物质的吸收液，经恒定流量在规定时间内采样以获得待测溶液，而后定值相应吸光度并结合标准工作曲线得到气体物质含量。此外，选取吸收液也各有不同，而结合室内环境检测工作，介绍几种检测甲醛含量常见的分光光度法，包括酚试剂(MBTH)分光光度法、4-氦基-3-联氦-5-琉基-1，2，4-三氮杂茂(AHMT)分光光度法、乙酰丙酮分光光度法、副品红(PRA)分光光度法、变色酸(CTA)分光光度法。表1为各分光光度法检测甲醛含量指标。

表1   分光光度法检测甲醛含量指标

Tab. 1   Formaldehyde content index of spectrophotometric determination

 

2.1.1 MBTH分光光度法

MBTH分光光度法(简称MBTH法）是一种非选择性分光光度法，MBTH与甲醛反应生成嗪，与此同时MBTH与铁(Ⅲ)氧化生成活性阳离子，在酸性条件下快速形成蓝色化合物，由颜色深浅来比色定量甲醛含量。该方法具备较高灵敏度特点，适用于大多数室内空气环境中甲醛的测定，缺点在于丙醛时或乙醛含量超过2 µg时会对检测结果有正干扰[13]，相关精密度、准确度等技术指标见表1。随后的研究中，甲醛测定所获颜色得出的初始值会在4 h内下降，给日常室内环境检测工作带来诸多不便，在尝试采用停流改良的盐酸-3-甲基-苯丙咪吟酮腙法可将反应诱导期由30 min缩短至3 s。为进一步提高MBTH法测量值的准确性，考虑到二氧化硫会导致检测结果偏低而气体采样时应当增加前置过滤手段尽量排除干扰[14]。

2.1.2 AHMT分光光度法

AHMT在碱性介质中与甲醛反应生成无色中间产物，该产物经高碘酸钾氧化后生成紫红色化合物，可通过波长为550 nm的吸光度定量检测，其颜色深浅与甲醛含量成正比[14‒15]。该方法相关测量范围、精密度、准确度等技术指标见表1。AHMT试剂具有较好的灵敏度和选择性，该法显色灵敏稳定、不受醛和醇类物质等干扰、无需加热，但缺点在于Cu2+、Co2+的作用下可使生成的化合物吸收波长变短而对测定造成干扰，可用乙二胺四乙酸(EDTA)去除[16]。近年来，逐步开发出便携式用于室内环境的甲醛气体检测仪，利用玻璃纸和悬滴试剂(AHMT)盒以较短时间实现液体试剂和HCHO气体在玻璃纸上发生反应，并且检出限能达到0.04 μmol/mol[17]。

2.1.3 乙酰丙酮分光光度法

乙酰丙酮分光光度法作为一种广泛应用的标准方法，被欧洲和日本推荐用于测定木质材料的甲醛释放量[18]。该反应以Hantzsch合成法为基础，吸收空气中甲醛气体后置于呈酸性的乙酸-乙酸铵缓冲溶液中，遂将混合溶液溶于沸水中再加入乙酰丙酮溶剂，沸水经充分加热而促使显色剂与甲醛发生化学反应最终生成黄色化合物，其可通过紫外/可见光谱413 nm附近处吸光度进行定量。该方法相关测量范围、精密度、准确度等技术指标见表1，其优点在于乙酰丙酮用作显色剂较为稳定，且当乙醛为3 mg以下、酚为15 mg以下时，检测不受干扰。但该方法测量范围无法覆盖《室内空气质量标准》规定的最高规定浓度，且受空气中的二氧化硫干扰导致反应生成稳定显色物质的诱导期较长。针对检测范围的局限性，对乙酰丙酮分光光度法测定甲醛的实验条件进行了优选和改进以缩短显色时间，实现检出限降低，并且具有较好的精密度与准确度水平[19‒20]。此外，由于其他羰基化合物不会形成具有强烈荧光的Hantzsch产物，从而为在510 nm波长附近处进行荧光测定甲醛提供了可能的选择[1]。

2.1.4 PRA分光光度法

PRA为甲醛和对位苯胺在亚硫酸钠的作用下生成品红色染料。在酸性条件下，这种中间体与二氧化硫反应生成发色团，其在570 nm波长处的强烈吸光度可用于紫外线/可见光检测[21]。该方法相关测量范围、精密度、准确度等技术指标见表1，其优点在于pH值为1.0时检测过程不易受到醛和酚类物质干扰，对甲醛具有特异性，缺点是对温度的要求高、生成物褪色快、灵敏度低，需要使用有毒的Hg (Ⅱ)试剂来消除二氧化硫形成的亚硫酸盐，且最终生成化合物所需稳定时间较长[22]。后续研究对方法改进，变动了试剂的放入顺序，无需放入汞试剂，提高了PRA法的安全性[23]。

2.1.5 CTA分光光度法

在浓硫酸存在下，CTA与甲醛反应生成红紫色羟基二苯甲烷衍生物，其在580 nm波长处的吸光度用于紫外/可见光检测[24]。该方法相关测量范围、精密度、准确度等技术指标见表1，当pH值小于1.0时，该反应对甲醛具有特异性，但需在浓硫酸介质中进行，稳定性较低而不易掌握，且酚类、其他一些有机物和强氧化剂会造成干扰[25‒26]。尽管如此，该方法仍被美国国家职业安全卫生研究所(NIOSH)列为标准分析方法，并被用于测定大型恒温室、小型恒温室和干燥器法中的甲醛含量[1]。为满足不同含量的甲醛检测需要，可改用5% CTA-1%亚硫酸为吸收液或1% CTA-86%硫酸溶液为吸收液。进一步改良CTA法采用0.005 mol/L的硫酸作吸收液，5% CTA作反应液，采样后不必马上分析，在酚含量高出两倍的情况下获得了满意的结果，使该方法抗干扰性得以提升[27‒28]。

2.1.6 分光光度法小结

早期，简单的分光光度法通常具有不能区分混合物质中甲醛的缺点。随着化学反应机理的不断研究，利用反应生成各具颜色的产物在某特定波长处于可见光、紫外光及荧光等不同光照条件下，因对甲醛具有特异性以颜色变化深浅所反映吸光度强弱实现含量定量，从而也实现了利用不同光照波长下对甲醛的识别。然而，需要特别指出的是，MBTH法对醛类化合物的检测并非特异性识别，使得该方法在使用时需排除干扰醛类气体而对环境条件要求极高。相较之下，因AHMT分光光度法与甲醛吸收液发生缩合反应，在吸收液配制中加入掩蔽剂(EDTA)可以减小其他物质干扰，并且适用于碱性反应环境，能够避免二氧化硫在酸性条件下才干扰生成羟基甲磺酸，因此该方法对甲醛的特异性和选择性相较于MBTH法的效果更佳[29]。乙酰丙酮分光光度法检测甲醛法具有反应速度快、灵敏度较高，且可进行简单荧光检测分析，适用于检测室内甲醛含量，但乙酰丙酮因带有毒性需注意使用条件[30]。副品红分光光度法与变色酸法在日常计量工作中则较为少见。此外，当前热门研究方向之一在于催化动力学分光光度法，在特定反应中甲醛起催化作用，在最大吸收波长处甲醛含量与它们的反应速度之间符合动力学一级反应关系式而实现定量[15,31]。

由表1可见，从检测指标可知分光光度法能够实现较低含量的甲醛气体检测，仅能对低碳计量所需低含量甲醛检测起到一定的辅助作用，但日常室内环境检测工作中涉及检测甲醛使用分光光度法的测量结果不确定度较大[8]，这是由于采样过程中流量、温度以及管线吸附所引入系统随机误差造成。随着恒流采样设备的技术能力不断革新，分光光度法具备较大发展潜力。

2.2 气体传感器

随着人们对环境安全与身体健康越发关注，为避免有毒有害气体所带来的安全危害，遂对具有出色选择性的快速、准确、高灵敏度智能的气体传感器的研究与日俱增。图2为传感器原理图。气体传感器通常归类于化学检测器分支下[32‒33]，包括换能器和转换元件(活性层)，该转换元件(活性层)将所需的化学反应转换为可测量的电子信号或其他形式信息输出，例如电阻、频率、电流或电压的变化，从而可以对目标气体的浓度进行测试或调控。气体传感器的分类方法较为复杂，由于被测气体种类多种多样导致传感器材料的性质各有差别，其适用范围、制作工艺与反应机理也存在不同。从适用范围来讲，根据传感器反应原理及用途的不相同决定了不同种类的传感器，以发生反应的方式不同分为电化学式、催化燃烧式、半导体式气体传感器等。

图2   传感器原理图

Fig. 2   Sensor schematic diagram

2.2.1 电化学式气体传感器

电化学式传感器，其电极表面对甲醛气体进行特异性识别，利用电化学工作站将其转换为可检测的电信号，从而实现定量或定性检测(如将离子活度、物质浓度等化学信号转化为电位、电阻、电流等可检测的电学信号)。因此，甲醛气体与电极表面接触在固定或变化的电压条件下发生氧化还原反应而将化学信号转化产生相应电信号，且电解液中工作电极上的目标待测气体与传感元件相互作用时，导致电信号的变化与分析气体的含量呈一定比例关系，再经信号处理器转换输出相应气体含量。其中，工作电极作为核心部件，对传感器的性能起着至关重要的作用。但是，未加修饰的电极存在一定的缺陷，如未修饰的电极检测的重现性差，目标检测物与电极表面结合力弱等限制了它们的应用[34‒36]。由此，研究人员探索具有优良电化学性能材料来对工作电极的表面改性处理以有效地提高传感器的电化学性能，将具有独特性质或者特异性识别甲醛气体的功能材料修饰到电极表面后，能够赋予电极特定的电化学识别和响应过程，促进了对甲醛气体的灵敏分析[37]。通过咨询相关生产厂商、查阅仪器说明书以及相关文献，其中典型的电化学气体传感器，如英国Drat Sensors公司11MM型，测量范围为0～5 μmol/mol且测量精度0.01 μmol/mol；美国Membrapor公司CH2O/C-10型，测量范围为0～10 μmol/mol且测量精度0.01 μmol/mol；我国郑州炜盛公司ME2-CH2O型，测量范围为0～5 μmol/mol且测量精度0.01 μmol/mol。同时，结合日常计量检测工作的测量结果数据，可以了解到以上电化学传感器经校准能够实现0～1 μmol/mol环境空气中甲醛气体的检测，但针对0.1 μmol/mol以下甲醛含量测定，普遍准确度不高，因而更适用于筛查判断环境空气中甲醛含量是否超标。

2.2.2 催化燃烧式气体传感器

催化燃烧式气体传感器的检测对象为可燃性气体，其主要通过在绕线式的Pt线圈上涂覆敏感材料后烧结制成。由于采用了桥式结构，从而降低了该类传感器对于环境温度变化的敏感程度[38]。因此，可燃气体在催化剂的辅助作用下，在检测元件敏感体表面发生无焰燃烧，使得传附着电阻丝温度上升，其电阻值随温度变化而测量电阻变化值可实现待测气体含量的定量。这类传感器可以消除环境温度所产生的干扰，与其他非可燃气体无交叉，但精度较低，且催化剂易中毒，寿命较短[39]。同时，对室内环境所需检测甲醛气体含量要求存在较大量级差别，该类传感器一般适用于检测百分数级含量的可燃气体。

2.2.3 半导体式气体传感器

半导体式气体传感器应用于甲醛气体检测领域，以金属氧化物半导体(MOS)为主流气敏性材料如ZnO、SnO2、In2O3、TiO2、WO3等[40]，其敏感机理源于气体传感器材料与目标气体之间发生可逆的氧化和还原反应，从而引起吸附作用和电子交换。当材料与检测气体在适宜的工作温度下接触后，材料表面载流子浓度会发生一定程度上的变化，促使了气敏元件的电阻值会随被测气体含量改变，这种变化可以通过电信号的输出直观地体现出来，从而对气体含量等信息进行检测。因整个反应过程为可逆反应而保证传感器能够重复使用，但随着反应次数的增多导致材料消耗并且气体分子与表面脱附和吸附作用的连续交替进行使得气体残留会导致检测结果的偏倚，由此MOS传感器检测值易造成漂移[41]。一下简单介绍几种用于检测甲醛气体的半导体传感器，如河南森斯科公司MGK-14D型，测量范围0～10 μmol/mol且测量精度1 μmol/mol；我国郑州炜盛公司ZE08-CH2O型，测量范围0～5 μmol/mol且测量精度10 nmol/mol；德国Bosch公司BME680型，测量范围0～15 μmol/mol且测量精度5%；瑞士Sensiron公司SGP30型，测量范围0～20 μmol/mol且测量精度1 nmol/mol。通过咨询相关生产厂商、查阅仪器说明书以及相关文献，该类半导体传感器对于1 μmol/mol以下甲醛气体含量能够实现测量，由于MSK-14D的测量精度较大无法保证测量数值的精确性，而对于ZE08-CH2O、BME680以及SGP30在0.1～0.5 μmol/mol范围所测数据的评测结果均表现良好[42]。但作者所调研文献范围内无可靠报道半导体传感器能够实现0.1 μmol/mol以下甲醛气体含量的准确检测。

2.2.4 气体传感器小结

气体传感器的研究起步较早，因发现金属氧化物(Cu2O)的电导率能够随着水分子的吸附而发生改变这一现象，开启了对气敏材料和传感机理的研究[43]。在不断探索中，通过气体与金属氧化物(ZnO)材料接触而检测到电导率的变化，在此基础上以材料薄膜形式制作了简易半导体式传感器，并证实其在不同的气体环境中利用检测器件电导性的变化来实现氢气等多种气体检测，这为气体传感器研发奠定了重要基础[44]。随着理论研究逐步建立，正式实现了发明半导体传感器，这标志着气体传感器由理论过渡到了实用阶段。由于早期半导体式传感器于实际应用中存在诸如测量精度不够、易受干扰等种种不足，促使拓宽气体传感器的敏感材料体系与从反应机理入手创新理论以实现对气体传感器性能的提升[37]，而随之出现了气体传感器的不同种类分支如电化学式传感器、催化燃烧式传感器等。而后，理论体系不断完善、气体传感器加工工艺不断提升以及材料制备技术不断创新，使得气体传感器成为热点研究而被广泛关注。随着研究的不断深入，由于气体传感器技术不断追求更精确的科学研究。因此，利用气体传感器(特别是电化学式传感器、半导体式传感器)中敏感元件表面结构的功能化改变来控制表面反应过程，这种对敏感元件表面结构的修饰和控制标志着气体学传感器技术进入更精确的现代分子水平研究[45‒46]。

针对甲醛气体检测，杨希军[47]介绍传感器中电化学式传感器因成本较低、使用简单以及选择性好等优点被应用较为广泛而商业使用占比较高，其能够对室内环境检测工作起到一定的辅助而实现基本筛查作用。相较之下，半导体式感器的商业使用占比较低，因其常规工作温度在200～500 ℃，不仅造成了高功耗且选择气体性能差，还大大地缩短了传感器的使用寿命。虽然，通过一些合成策略可以有效的降低最佳工作温度，也延长了传感器的响应和恢复时间但工作效率不足。此外，尽管很多报道显示半导体传感器对甲醛气体的检测限较低，但大部分还不能够满足国际标准[48]。此外，由于催化燃烧式传感器在甲醛检测领域使用较少，文中不再赘述。

 

3、 低碳计量背景下甲醛气体检测技术

 

近年来，随着欧美率先提出“碳中和”、“碳足迹”等概念，我国也随之跟进，我国目前常用的碳计量方法是物料核算法，而欧美发达国家大多采用现场检测法，我国也在进行相关研究而涉及大量碳监测技术的发展，其中甲醛作为醛类的代表，其检测技术发展非常快，包括气相色谱-质谱(GC-MS)、可调节二极管激光吸收光谱技术(TDLAS)、CRDS技术以及光声光谱技术等现代仪器分析技术迅速发展。特别地，CRDS技术是一种分辨率高、抗干扰能力强的新型光谱技术，所检测衰荡时间不受激光强度波动影响[49]，并通过光学谐振腔增加等效吸收光程，极大提高了系统灵敏度。CRDS技术作为国际公认的痕量气体检测技术在微弱吸收检测方面具有独特优势，声称检出限能达到痕量(10-9 mol/mol)级，因而可应用于痕量甲醛气体检测。

CRDS技术发展于20世纪六七十年代，对介质吸收与样品反应容器结构的问题展开了研究，成功搭建了光学谐振腔代替平行平面腔而对腔内介质吸收问题分析研究[50]。而后，研究证明了光学谐振腔具有增加介质吸收光程的作用，以及透射出的光强呈指数衰减且衰减速率与腔内物质的吸收色散、反射镜的透射和损耗有关，从而初步建立了CRDS技术理论体系[51‒52]。由于镀膜材料以及镜片材料对入射光会造成吸收以及散射等损失，并且早期镀膜工艺水平较低而无法加工实现高精度和稳定的光腔，使得CRDS技术的应用受到了一定的限制[53]。随着不断深入研究，通过测量出射光与入射光的相移确定了光学谐振腔的衰减时间常数，由此进一步完善了CRDS技术理论体系。而后基于现有理论而进行了测量方式的改良，以连续波激光器作为光源，设置光学开关以控制谐振腔内的激光强度，经透镜注入腔内使激光频率与该谐振腔的某一纵模共振形成驻波，而当激光强度达到预设阈值，利用光学开关切断入射激光，以测量激光在腔内的特征衰减时间。这种方法不受光源波动影响，从而提高了CRDS技术的测量精度[54]。由此，经历长期研究与总结以及镜片镀膜技术不断进步，最终促成了CRDS技术的正式形成。随后，为实现测量性能的更高提升，将谐振腔一端附着压电陶瓷而进行周期性扫描，解决了连续波激光器与衰荡腔的模式匹配问题，成功实现了连续波腔衰荡吸收光谱(CW-CRDS)技术[55‒57]。此后，众多科研工作者在此基础上朝着微型化与高测量精度的方向，对CRDS技术不断改进而实现微痕量级气体分析。

CRDS技术原理如图3所示，基于高精细和稳定的光腔概念，由具有特定物理参数的高反射率(R≥99.99%)反射镜构成。激光沿着光腔的中心轴照射时，会被困在光腔内，并在两个反射镜之间来回经过上千次后衰减。值得注意的是，激光辐射只有在激光频率与空腔模式频率之间的适当共振条件下才可能被困在空腔内，这使得光在光腔内穿过的样品路径长度有效地增加了近千倍，从而最终提高了系统的灵敏度。特别地，通过光电探测器采集到激光能量衰减信号强度而计算得到相应衰减时间，并可提供样品浓度的时域测量，不受激光强度波动的影响。此外，高精细光腔确保了光池内的大功率积累，可用作样品池，从而无需任何高功率源来获得更好的信噪比(SNR)。

图3   CRDS技术原理图

Fig. 3   Cavity ring-down spectroscopy technology schematic diagram

日常计量检测工作涉及CRDS分析仪种类相对较少，市面上真正大规模使用的全球只有四家企业，其中三家都是美国大公司的子品牌，分别是Picarro、TIGER OPTICS (属于PST集团)和LGR (属于ABB集团)，垄断了国内外大部分市场，而国内的内蒙古光能科技以及禾赛科技正在努力追赶。因现有样机条件有限，仅依据作者使用Picarro 2307型甲醛分析仪检测情况说明，基于高含量氮中甲醛气体标准物质GBW(E) 083617，依托自主开发气体稀释方法已实现对20×10-9 mol/mol、50×10-9 mol/mol、80×10-9 mol/mol以及100×10-9 mol/mol的甲醛气体检测，其线性拟合后相关系数大于0.99。但对于气体稀释方法的稀释线性验证，现有气瓶内壁处理技术无法突破微痕量级气体标准物质的配制，因此，目前采用最小二乘法得到线性拟合方程，而后计算相应线性相关系数来表示线性水平，未来随着微痕量级标物的配制成功，则能够实现对线性拟合方程误差的验证[9]。可预见，CRDS技术未来能够有效地服务于低碳计量需求，实现微痕量级甲醛气体的准确检测。

 

4、 结语

 

聚焦国家“双碳”重大战略，积极应对室内环境安全客观需求，结合日常室内环境检测工作介绍了甲醛气体含量检测技术。因甲醛标准物质定值方式不同，而选取检测技术各有差别则分别对分光光度法以及常见气体传感器进行了详细介绍。其中，分光光度法基本能够用于室内环境中甲醛气体的检测，不同分光光度法基本覆盖了甲醛含量从低到高的测量需求，但如何避免或减小测量过程所带来系统误差还需进一步研究改进。相较之下，气体传感器测量过程较为简洁，却对加工工艺与新型气敏材料制备技术提出了更高的要求。除现有基于气敏材料研究成果外，不拘泥于传统传感器的基本化学反应机理而引入其他学科测量理论并发明实现微型化、集成化及精确化的新型传感器，这同样对相关核心配件制造工艺以及理论实践探索提出了高要求也是未来气体传感器的研究发展方向之一。此外，CRDS技术未来朝着灵敏度越来越高，试验装置越来越简单迈进。并且，随着离子溅射镀膜技术的飞速发展，镜片的表面可以沉积多层反射膜来获得越来越高的反射率以提供CRDS技术可持续提升的硬件基础。同时，基于稳频的光腔衰荡光谱系统比较复杂，环境变温通常会导致光学系统的准直丢失，因此测量不同温度下衰荡光谱则成为未来重要研究方向。当前，CRDS技术作为高精度测量技术能够实现微痕量级甲醛气体检测，为痕量甲醛的量值溯源提供了一种可行的方案，有助于扩充甲醛计量覆盖范围而实现低碳计量战略目的。

 

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引用本文： 熊华竞，苏丹，王维康 . 室内环境甲醛气体检测技术的研究进展［J］. 化学分析计量，2024，33（10）： 127. (XIONG Huajing, SU Dan, WANG Weikang. Research development of formaldehyde gas detection technology in indoor environment[J]. Chemical Analysis and Meterage, 2024, 33(10): 127.)

 

 

来源：化学分析计量

关键词： 甲醛气体检测