[发明专利]一种铜基传感器芯片的应用

权利要求书

1.一种铜基传感器芯片的应用，其特征在于，包括：电极基底、以及位于电极基底表面的从内到外分布的工作电极、参比电极和对电极；

所述工作电极包括半径为1～2cm的圆盘以及与所述圆盘相连的工作电极连接线，所述工作电极为纯铜电极；

所述参比电极包括围绕所述工作电极的外半径为3～5cm、圆环角度为255～265°的第一同心圆弧以及与所述第一同心圆弧相连的参比电极连接线，所述参比电极为纯铜表面氯化后的CuCl₂/Cu电极；

所述对电极包括围绕所述参比电极的外半径为6～8cm、圆环角度为255～265°的第二同心圆弧以及与所述第二同心圆弧相连的对电极连接线，所述对电极的为纯铜电极；

所述圆盘、所述第一同心圆弧及所述第二同心圆弧之间的间距为0.5～1cm；

所述铜基传感器芯片与0.05～0.1M pH＝4～6醋酸醋酸钠缓冲溶液配合使用，用于水体Pb²⁺重金属离子检测；测试结束后，保存检测数据，分别读取浓度为0.1μM、1μM、5μM、10μM、50μM、100μM的标准液电解液的脉冲峰电流值并绘制标准曲线，根据各个不同标准电解液浓度及与之相对应的脉冲峰电流值，得到Pb²⁺离子浓度与脉冲峰电流值之间的线性方程，y＝3.82+0.32x，相关系数R²＝0.963；

所述铜基传感器芯片与0.05～0.1M pH＝10～12的氢氧化钠溶液配合使用，用于水质化学需氧量检测；测试结束后，保存检测数据，分别读取浓度为1mM、5mM、10mM、50mM、100mM的标准液电解液的电流信号强度；利用葡萄糖摩尔浓度与化学需氧量的转换关系：[化学需氧量]＝8000*C_m*n，其中，C_m为葡萄糖摩尔浓度，n为完全氧化葡萄糖时所需电子数目，n＝24，将葡萄糖摩尔浓度转换成化学需氧量浓度；取电势0.7V对应的电流值，拟合电流与化学需氧量的关系，得到电流信号强度与化学需氧量的线性关系：y＝10.84+0.0015x，R²＝0.914；

所述铜基传感器芯片的制备方法，包括以下步骤：

步骤S1：提供印有铜基传感器芯片图案的热转印纸，将其覆盖在覆铜板表面后放入热转印机并设置如下参数：加热温度为130～150℃、转速为1～2转/分钟、加热时间为3～5分钟；

步骤S2：铜基传感器芯片图案转印完成后，取出覆铜板进行腐蚀、清洗，获得铜基传感器芯片图案的电极以及电极基底；

步骤S3：在电极基底上形成用于承装溶液的容器；

步骤S4：将KCl溶液滴加到所述容器内，采用恒电流法对铜基传感器芯片的参比电极进行氯化处理，得到CuCl₂/Cu参比电极；其中，铜基传感器芯片的参比电极、对电极分别与恒电流源的正极、负极相连，电流设置为2～3mA/cm²、氯化30～50s。

2.根据权利要求1所述的铜基传感器芯片的应用，其特征在于：

所述工作电极的半径为1cm，所述参比电极的外半径为3cm、圆环角度为260°，所述对电极的外半径为6cm、圆环角度为260°，所述圆盘、第一同心圆弧及第二同心圆弧之间的间距为1cm；

或者所述工作电极的半径为2cm，所述参比电极的外半径为5cm、圆环角度为260°，所述对电极的外半径为8cm、圆环角度为260°，所述圆盘、第一同心圆弧及第二同心圆弧之间的间距为1cm。