[发明专利]一种基于TENG的海洋微塑料检测系统及检测方法

权利要求书

1.一种基于TENG的海洋微塑料检测系统，包括：动力系统、运输系统、采集系统、检测系统，其特征在于，所述动力系统包括提供整个运输系统动力的微量注射泵一和微量注射泵二；运输系统包括气体PTFE管直径6mm、液体PTFE管直径6mm、液滴发生器、气液混合PTFE管、250ML的烧杯；采集系统包括铜片、铜线、TENG、采集卡NIusb-6211；检测系统包括电脑；用于检测海洋中是否含有微塑料的摩擦电传感器是通过使用覆盖有铜箔的PTFE管开发的，PTFE管的主要成分为聚四氟乙烯。

2.根据权利要求1所述一种基于TENG的海洋微塑料检测系统，其特征在于，所述气体PTFE管内径5mm，壁厚0.5mm，长400mm；液体PTFE管内径5mm，壁厚0.5mm，长400mm；气液混合PTFE管内径5mm，壁厚0.5mm，长300mm；铜片长30mm，宽3mm、铜线长100mm。

3.根据权利要求1所述一种基于TENG的海洋微塑料检测系统，其特征在于，所述TENG选用Keithley6500系列6514型静电计；微量注射泵选用LSP02-2A。

4.一种基于TENG的海洋微塑料检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：以PTFE管作为实验基管，并在PTFE管上贴上3mm宽、30mm长的铜片，形成单电极TENG传感器；

S2：将采集到的海洋水通过液体注射器打入液体PTFE管，当液体已经完全经过该管时，在气体注射器中打入空气，同时启动微量注射泵一和微量注射泵二；

S3：当气体和液体同时移动，经过液滴发生器时形成了一段液柱、一段气体，其中液体长度为64mm，气体长度为6.3mm，一段气液比为1：10；

S4：将铜片贴于离气液混合PTFE管末端50mm处采集信息，水分子在气液混合PTFE管通过铜片时，由于摩擦起电和静电感应原理，一个水分子会分解成一个H+、OH-并携带一个电子，电子被铜片所吸附，从PTFE管内壁转移到外壁；

S5：通过TENG将采集到的电信号合成有规律的线谱，通过采集卡NIusb-6211传递到电脑中进行分析；

S6：液体产生的电信号是基于摩擦起电和静电感应原理，微塑料进入液体时会吸附水中电子，从而导致输出电信号发生变化；

S7：根据输出的电压幅值和电压信号的变化趋势来检测是否含有海洋微塑料的存在。

5.根据权利要求4所述一种基于TENG的海洋微塑料检测方法，其特征在于，所述所述微量注射泵二的流速是微量注射泵一的10倍。

6.根据权利要求4所述一种基于TENG的海洋微塑料检测方法，其特征在于，所述液体注射器的流速为3.7ml/min，气体注射器的流速为0.37ml/min。