[发明专利]一种环境中同步采集氨氮、硝氮和磷酸根的薄膜扩散梯度DGT采集装置及其生产方法

权利要求书

1.一种环境中同步采集氨氮、硝氮和磷酸根的薄膜扩散梯度DGT采集装置，其特征在于：包括由外至内依次设置的PVDF滤膜、扩散膜和吸附固定膜的复合膜，所述吸附固定膜以琼脂糖为载体负载有NH₄-N吸附材料、NO₃-N吸附材料和磷酸根吸附材料，所述PVDF滤膜的厚度和孔径分别为100±20μm和0.45±0.1μm；所述NH₄-N吸附材料为大孔结构基质负载磺酸活性基团的NH₄-N吸附材料；所述NO₃-N吸附材料采用坡缕石负载聚甲丙烯酸铵酯的活性物质。

2.根据权利要求1所述环境中同步采集氨氮、硝氮和磷酸根的薄膜扩散梯度DGT采集装置，其特征在于：还包括底座和扣在底座上的环状上盖，所述底座设有用于盛放复合膜的凸台，所述环状上盖的内侧为间隔设置的翅脚组成。

3.根据权利要求1所述环境中同步采集氨氮、硝氮和磷酸根的薄膜扩散梯度DGT采集装置，其特征在于：所述吸附固定膜的厚度为0.4mm。

4.根据权利要求1所述环境中同步采集氨氮、硝氮和磷酸根的薄膜扩散梯度DGT采集装置，其特征在于：所述扩散膜采用琼脂糖扩散膜。

5.根据权利要求1所述环境中同步采集氨氮、硝氮和磷酸根的薄膜扩散梯度DGT采集装置，其特征在于：所述磷酸根吸附材料采用Zr-oxide粉末。

6.一种权利要求1-5任一所述装置的生产制备方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）所述NH₄-N吸附材料的制备：将大孔结构基质物经过研磨过筛后，然后加入质量比为1:（1.2-2.5）的4-乙烯基苯磺酸并在高速分散仪中进行高速分散后，在30~60℃下烘干12-24h，备用；所述NO₃-N吸附材料的制备：将坡缕石研磨过筛后，加入质量比为1:（1.2-2.5）的聚甲丙烯酸铵酯并在高速分散仪中进行高速分散后，在30~60℃下烘干12-24h，备用；

（2）将NH₄-N吸附材料和NO₃-N吸附材料分别浸泡在氯化钠溶液至少24h后，用去离子水反复浸泡冲洗；浸泡冲洗后的NH₄-N吸附材料和NO3-N吸附材料在30~60℃下烘至半干；

（3）将NO₃-N吸附材料通过研钵研磨至70±5μm；将NH₄-N吸附材料通过球磨机研磨至粒径5±1μm；

（4）按质量体积比为3%的比例将琼脂糖与水混合后加热煮沸后保持在80~90℃范围，然后加入2mM的NaCl并搅拌溶解形成均匀溶液，接着依次加入经过步骤（2）研磨后的总质量体积比为30~60%的NO3-N吸附材料和NH4-N吸附材料；

（5）接着，在温度80~90℃和搅拌条件下加入10~25%的Zr-oxide粉末，并搅拌分散均匀；

（6）在经过预热后的玻璃模具中，在抽真空的环境中注入步骤（4）得到的混合液，并在室温下自然冷却得到吸附固定膜；最后在底座的凸台上将吸附固定膜、扩散膜、PVDF滤膜依次叠放后，用环形上盖紧密扣合，完成。

7.根据权利要求6所述装置的生产制备方法，其特征在于：所述大孔结构基质物为沸石、坡缕石、凹凸棒、麦饭石、硅藻土、膨润土中一种。

8.根据权利要求6所述装置的生产制备方法，其特征在于：步骤（3）中加入琼脂糖溶液中的NH₄-N吸附材料和NO₃-N吸附材料的质量比为1:(0.7~1.0)。

9.根据权利要求6所述装置的生产制备方法，其特征在于：步骤（3）中琼脂糖溶液中，NH₄-N吸附材料和NO₃-N吸附材料的加入质量比为1:1，NH₄-N吸附材料和NO₃-N吸附材料占琼脂糖溶液的总质量体积比为35%；Zr-oxide粉末加入的质量体积比为15%。