[发明专利]一种新型的同步检测铜铅离子的传感器

说明书

技术领域：

本发明属于微电极阵列电化学传感器领域，具体涉及一种新型的同步检测铜铅离子的传感器。

背景技术：

重金属离子是工业污水中最常见的离子，尤其在电镀业和金属冶炼业。但是，随着城市的扩大和大规模工业的发展，水体中的重金属含量急剧升高，严重影响生态环境和人类健康。另外，因为重金属不能被生物降解，相反却能在生物体内成千百倍地富集，造成慢性中毒甚至死亡。因此，重金属的监测迫在眉睫。

传统检测重金属，需要现场采样后送到实验室进行分析，成本高，效率低，而且由于没有及时检测，水样中途发生变化，以及水样传输过程中的污染都会影响到检测结果的客观性。另外，大部分现代重金属分析系统，如原子吸收光谱、电感耦合等离子体原子发射光谱等，仪器价格昂贵、功耗大、体积大、结构复杂且需要较长的样品预处理和分析时间、复杂和多步骤的分析过程，不能作现场检测。采用轻便的仪器进行现场实时检测可以提高测量准确度，降低分析成本。但是，现在研发比较成熟，正在市场上发售的传感器，多数是单通道检测重金属，从而造成分析数据的单一化，缺乏完整性、系统性。而且这类传感器由于制造材料的局限，极易破碎，不适宜实行现场检测，而且这些传感器的探测响应时间、灵敏度和检测下限满足不了越来越高的要求。因此，微型化、集成化、智能化与高通量传感器成为了生物、化学、环境分析领域的重要研究方向和未来发展趋势。

发明内容：

本发明的目的是提供一种简单易用、成本低廉、便于携带、探测响应快，灵敏度高，检测下限低，使用寿命长的新型的同步检测铜铅离子的传感器。

本发明的新型的同步检测铜铅离子的传感器，其特征在于，包括PC检测底板，在PC检测底板表面至少具有两条涂层传导通道，涂层传导通道一端与引线相连，另外一端为检测涂层，在检测涂层上方覆盖有一层PC盖板，在PC盖板上，与检测涂层相对应的位置设有检测池，检测涂层成为检测池的底面，在其中一个检测池的检测涂层表面敷有一层1000～1500μm厚的铜离子感应薄膜，在另外一个检测池的检测涂层表面敷有一层1000～1500μm厚的铅离子感应薄膜；

所述的铜离子感应薄膜是由PVC粉、油酸(OA)、邻硝基苯辛醚(NPOE)和水杨醛(SALEN)按照质量比31∶10∶55∶4组成；

所述的铅离子感应薄膜是由PVC粉、癸酸(CA)、四苯硼酸钠(NaTPB)和邻硝基苯辛醚(NPOE)按照质量比30∶5∶5∶60组成。

所述的涂层传导通道之间的间距优选为5～10mm，这样即不会影响彼此之间的信号传导，又能节约空间。

所述的检测涂层优选呈圆盘状，其直径为5～10mm。这种直径的圆盘状检测涂层可是使感应薄膜既能很好的附着，又能得节省空间。

所述的涂层传导通道优选是用成金、铂金、或银电镀而成，其起电信号传导作用。

所述的PC检测底板和PC盖板指的是其材质为PC(聚碳酸酯)材质。

本发明的新型的同步检测铜铅离子的传感器可以通过引线与多通道数据采集仪相连，实现对样品中铜铅离子的快速、有效分析检测。

本发明的铜离子感应薄膜是用四氢呋喃作为溶剂，将PVC粉、油酸(OA)、邻硝基苯辛醚(NPOE)和水杨醛(SALEN)溶于四氢呋喃中，彻底混匀，然后滴加于检测池的检测涂层表面。

本发明的铅离子感应薄膜是用四氢呋喃作为溶剂，将PVC粉、癸酸(CA)、四苯硼酸钠(NaTPB)和邻硝基苯辛醚(NPOE)溶于四氢呋喃中，彻底混匀，然后滴加于检测池的检测涂层表面。

本发明的铜离子感应薄膜中的中性载体水杨醛(SALEN)只跟样品溶液中的铜离子络合，把它们从薄膜与溶液接触层运到薄膜与涂层传导通道的接触层，这种从薄膜外到薄膜内的运输过程造成了电势的变化，而涂层传导通道的作用就是将此变化转变成电信号并传输出去。SALEN只运载铜离子，对于溶液中其他离子是不会运载的，因此，通过输出的电信号，我们可以准确得知铜离子的浓度。同样的工作原理，癸酸(CA)只运载铅离子，因此，通过输出的电信号，我们可以准确得知铅离子的浓度。