[发明专利]一种灵敏的便携式光电催化化学需氧量传感器

权利要求书

1.一种灵敏的便携式光电催化化学需氧量传感器在水中COD检测中的应用，其特征在于：所述传感器由光源套管、三电极套装和容积为0.1～1L的反应池三部分构成，光源套管和三电极套装竖直插入反应池内；所述光源套管内设置LED紫外灯，并在LED紫外灯处的光源套管侧面设置透明窗口用于透光；所述三电极套装内设置三个孔道分别插入Ag/AgCl参比电极、Pt对电极和氢化的TiO₂纳米阵列薄膜工作电极，其中参比电极和对电极的孔道底部不封闭，工作电极的孔道底部封闭并在侧面开设反应孔，工作电极孔道侧面的反应孔与光源套管上的透明窗口正对；所述应用过程为：在反应池中注入水样溶液，加入无机盐为电解质，将三电极套装中的三个电极连接电化学工作站，在工作电极上施加偏压，同时打开LED紫外灯并调节其强度，紫外光照射在氢化的TiO₂纳米阵列薄膜上，通过有机物光电催化氧化过程中电化学信号的变化，确定水样中的COD值；

所述氢化的TiO₂纳米阵列薄膜是通过将TiO₂纳米棒阵列薄膜在氢气气氛中氢化得到；所述的氢气气氛是指含有体积分数为10％～50％的氢气与惰性气体的混合气氛，所述氢化的温度为300～700℃；

所述TiO₂纳米棒阵列薄膜是通过将基底放入含有钛酸四丁酯和盐酸的水溶液中，经水热反应制备得到；所述基底为FTO、ITO或金属钛片。

2.根据权利要求1所述的一种灵敏的便携式光电催化化学需氧量传感器在水中COD检测中的应用，其特征在于：所述反应池上设置反应池盖，反应池盖上设置两个开口分别插入光源套管和三电极套装并固定。

3.根据权利要求1所述的一种灵敏的便携式光电催化化学需氧量传感器在水中COD检测中的应用，其特征在于：所述光源套管采用铝材制备，所述光源套管侧面的透明窗口材质为石英。

4.根据权利要求1所述的一种灵敏的便携式光电催化化学需氧量传感器在水中COD检测中的应用，其特征在于：所述LED紫外灯发出的光波为280～400nm，额定电压为2～6V，功率为2～20W。

5.根据权利要求1所述的一种灵敏的便携式光电催化化学需氧量传感器在水中COD检测中的应用，其特征在于：所述工作电极孔道侧面的反应孔为直径为5～15mm的圆孔。

6.根据权利要求1所述的一种灵敏的便携式光电催化化学需氧量传感器在水中COD检测中的应用，其特征在于：所述工作电极孔道侧面的反应孔与光源套管上的透明窗口距离为5～15mm。

7.根据权利要求1所述的一种灵敏的便携式光电催化化学需氧量传感器在水中COD检测中的应用，其特征在于：所述氢化的TiO₂纳米阵列薄膜中TiO₂纳米阵列的长度为100～2000nm。