[发明专利]集成式消解芯片系统及消解水样的方法

权利要求书

1.一种集成式消解芯片系统，用于消解待测水样，包括热消解单元(1)、电消解单元(2)和紫外LED阵列发光单元(3)，其特征在于，所述热消解单元(1)、电消解单元(2)和紫外LED阵列发光单元(3)通过键合方式集成，所述电消解单元(2)包含在热消解单元(1)中，所述紫外LED阵列发光单元(3)位于热消解单元(1)的上方。

2.如权利要求1所述的集成式消解芯片系统，其特征在于，所述热消解单元(1)包括中间层(5)和下衬底(6)，该中间层(5)和下衬底(6)键合在一起；在所述中间层(5)中形成有一个腔体(10)，其作为所述待测水样的容器；在下衬底(6)的上表面制作有电极(9)，所述电极(9)与该腔体(10)相对设置。

3.如权利要求2所述的集成式消解芯片系统，其特征在于，在所述腔体(10)的周围设置有隔离槽(8)。

4.如权利要求2所述的集成式消解芯片系统，其特征在于，所述电极(9)包括工作电极(15)和对电极(16)，它们分别用于连接外加电源的正负极，形成电流的回路；所述腔体(10)正对所述工作电极(15)。

5.如权利要求4所述的集成式消解芯片系统，其特征在于，所述工作电极(15)表面具有TiO₂薄膜(17)，所述TiO₂薄膜(17)和电极(9)构成了所述电消解单元(2)，用于对所述待测水样进行电消解。

6.如权利要求2所述的集成式消解芯片系统，其特征在于，在中间层(5)的两侧具有入口(11)和出口(12)，通过微沟道与所述腔体(10)连通；所述入口(11)用于将待测水样和消解液注入，所述出口(12)用于将消解完的溶液导出。

7.如权利要求2所述的集成式消解芯片系统，其特征在于，在所述下衬底(6)的下表面具有一个测温电极(7)，其用于监测所述待测水样在消解过程中的温度，该测温电极(7)正对所述腔体(10)。

8.如权利要求7所述的集成式消解芯片系统，其特征在于，在所述测温电极(7)的表面贴附有一个加热片(14)，所述加热片(14)用于对腔体(10)内的待测水样进行热消解。

9.如权利要求1所述的集成式消解芯片系统，其特征在于，紫外LED阵列发光单元(3)包括上衬底(4)和集成在衬底(4)上的紫外LED发光体(13)，其中该紫外LED发光体(13)所在平面与所述中间层(5)相接触。

10.一种利用集成式消解芯片系统消解水样的方法，所述集成式消解芯片系统包括热消解单元(1)、电消解单元(2)和紫外LED阵列发光单元(3)，所述热消解单元(1)、电消解单元(2)和紫外LED阵列发光单元(3)通过键合方式集成，其特征在于：

所述热消解单元(1)包括中间层(5)和下衬底(6)，该中间层(5)和下衬底(6)键合在一起；在所述中间层(5)中形成有一个腔体(10)，其作为所述待测水样的容器；在下衬底(6)的上表面制作有电极(9)，所述电极(9)与该腔体(10)相对设置，

所述方法包括如下步骤：

I、将待测水样和消解液注入所述腔体(10)，形成混合水样；

II、对腔体(10)内的所述混合水样进行加热；

III、在加热混合水样的同时，开启紫外LED阵列发光单元(3)，形成正对所述腔体(10)的高强度紫外照射；

IV、在加热混合水样以及开启紫外LED阵列发光单元的同时，通过电消解单元(2)的电极(9)加载外电压；

V、对混合水样进行上述消解过程一段时间后，排出该经消解的混合水样。