[发明专利]一种检测甲醛的微电解池及其制备方法

说明书

本发明涉及一种检测甲醛的微电解池及其制备方法，该微电解池为四层结构，上、下两层分别是为亚克力板，中间两层分别为PDMA池体和ITO玻璃，在PDMA池体的一侧设有对电极插入孔、另一侧设有参比电极插入孔，在PDMA池体底部设有待测液贮存孔道，在下层亚克力板上固定有工作电极ITO玻璃。本发明采用PDMS为电解质溶液载体、ITO玻璃工作电极有效的提高了对甲醛检测的灵敏性，降低了空气中的氧气对电化学检测的影响，提高了实验的准确度；采用亚克力板作为电解池外部结构有效的提高了透光性和抗冲击性，同时降低了电解池的成本。

技术领域

本发明属于痕量电化学分析领域，具体涉及以微流控芯片为基础的电化学反应微电解池的研制。

背景技术

现有技术中通常采用高效液相色谱(HPLC)，比色法/分光光度法，气相色谱法，荧光测定法，激光发射法，气体传感器法，核磁共振法等进行甲醛检测。但这些检测存在以下缺点和局限性。例如：检测速度相对较慢并且灵敏度较低，检测过程繁琐、耗时，并且检测费用较高。为此，近年来电化学测试方法正越来越多的应用于甲醛检测。光电化学池K020(上海实麝实业有限公司)由石英所制，且四面透光，体积为50×50×50mm，适用于紫外光，其工作原理是通过在电极两端施加电流，使其通过电解质溶液并促进溶液中的离子定向移动而在阴、阳两极引起还原氧化反应从而制备金纳米线。虽然该电解池能适用于大多电化学反应，但由于其本身的外观设计，使得该电解池无法满足微流控电化学的研究，因为其体积较大，当技术人员进行微流控电化学实验时难以固定和平衡纳米金沉积载体，从而影响实验的准确性。又如CH2003三口H型电解池(北京仪电科技有限公司)，该电解池的电极是电解质溶液或电解质接触的电子导体或半导体，为多相体系。其工作原理是：电化学体系借助于电极实现电能的输入和输出，电极是实施电极反应的场所。一般电化学体系分为二电极体系和三电极体系，用的较多的是三电极体系。相应的三个电极为工作电极、参比电极和辅助电极。该电解池的特点在于它由三个相通的玻璃杯组成，成功将三个电极分隔开，避免了所研究的电化学反应不会因电极自身所发生的反应而受到影响。然而，这种结构只适用于宏观类的电化学反应，不适用于微流控电化学的研究。并且隔离结构会降低溶液的导电性，从而对实验的准确性造成影响。此外，为了保证溶液的导电性，我们需要添加更多的电解质溶液，这会增加测试成本和造成试剂的浪费。虽然使用电化学方法检测甲醛能够简化检测过程、提高检测的灵敏度，达到较低的检测限，但该方法的检测限依然很难达到10^-7mg/ml及以下，并且检测的线性范围不够宽。

发明内容

为弥补现有技术的不足，本发明提供了一种用于甲醛检测的微电解池，该微电解池所需电解液体积较小，对于甲醛的电化学检测具有较好的促进效果，提高了对甲醛检测的灵敏性。

本发明采用如下技术方案，一种检测甲醛的微电解池的制备方法，包括以下步骤：

S1.PDMS模具制作：

将硅片放在200℃的烘胶台中加热，然后放置于培养皿中冷却至室温；利用3D打印制备孔道模具，将孔道模具与硅片粘合，制备PDMS模具；

S2.PDMS池体的制作：

将PDMS的A液和B液按10:1的质量比倒入烧杯中，搅拌后倒进步骤(1)装有硅片的培养皿中，将培养皿放于浓缩干燥器中，抽气以除去PDMS中的气泡，然后固化，待其自然冷却后将PDMS从硅片上剥离，切成小块，在其内部打孔备用；

S3.微电解池组装：

该微电解池为四层结构，上、下两层分别是为亚克力板，中间两层分别为PDMA池体和ITO玻璃，在PDMA池体的一侧设有对电极插入孔、另一侧设有参比电极插入孔，在PDMA池体底部设有待测液贮存孔道，在下层亚克力板上固定有工作电极ITO玻璃。

优选的，步骤S2中用隔膜真空泵抽气1.5小时以除去PDMS中气泡，然后置于80℃的真空干燥箱固化1小时。