CN112611794A - 一种重金属离子电化学传感器批量制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种重金属离子电化学传感器批量制备方法，属于环境污染物检测技术领域。所述方法包括：配制对目标重金属离子溶出伏安检测具有特殊催化属性的纳米敏感涂层合成所需的前驱体；对传感器进行图案化和结构化设计并对激光诱导参数进行设置；通过滚动方式，将激光束对连续移动的前驱体进行刻蚀，制备对电极和修饰有特殊纳米敏感涂层的工作电极；在集成有对电极和工作电极的柔性基底上印制参比电极，构建重金属离子电化学传感器；对传感器进行封装，留出检测区域和导线连接区域。本发明方法可集成化程度高，成本低，操作简单，易于实施，实用性强，在环境污染物检测传感器批量制备中具有巨大的应用潜力和推广价值。

Description

一种重金属离子电化学传感器批量制备方法
技术领域
本发明属于环境污染物检测技术领域，具体涉及一种重金属离子电化学传感器批量制备方法。
背景技术
随着工业化和城市化的不断发展，以及化肥和农药使用种类和数量的增加，导致土壤重金属污染日益严重。近年来，我国已颁布多个文件，要求加强农业面源污染防治力度，确保农产品质量。土壤重金属镉、铅和三价砷等重金属污染可对生态环境及人体造成巨大危害，实现对土壤中重金属离子的快速检测是当下亟待解决的课题之一。
目前，传统的大型检测设备检测成本高，耗时长，操作复杂，需要在专用实验室里经过专业人员进行操作，无法满足我国广袤土地的检测需求，更无法应用于土壤重金属的快速筛查和环境应急检测。溶出伏安法可结合化学修饰电极对特定重金属离子进行检测。但是，化学修饰电极检测重金属需要进行电极预处理，纳米材料合成和电极修饰等环节，繁琐的电极预处理和修饰过程以及复杂的材料合成过程极大地限制了化学修饰电极在重金属溶出伏安检测中的实际应用。目前化学修饰电极用于重金属检测需要经过纳米材料合成、电极预处理、材料分散液配制和电极修饰等环节。但是，现有的复杂的纳米材料合成过程以及繁琐的电极预处理和修饰步骤，导致重金属溶出伏安检测传感器无法实现低成本、批量制备，同时也限制了溶出伏安法在土壤重金属检测中的进一步应用。
如何将纳米材料合成、电极预处理以及材料修饰实现“一步完成”，即可实现纳米敏感涂层原位合成和传感器同步制备，又可满足土壤重金属检测精度要求，仍需进一步探索。因此，基于纳米敏感涂层的重金属检测电化学传感器的快速、廉价、原位、大批量制备方法具有重大的研究意义。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种基于激光诱导的可丢弃式柔性重金属离子电化学传感器批量制备方法，用于低成本、批量制备重金属离子电化学传感器。
为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：
本发明提供一种重金属离子电化学传感器批量制备方法，包括以下步骤：
针对目标重金属离子，准备相应的用于合成对目标重金属离子溶出伏安检测具有特殊催化属性的纳米敏感涂层的涂层原料，所述涂层原料包括纳米敏感涂层的组分及纳米敏感涂层激光诱导合成原材料；
步骤2：配置用于纳米敏感涂层激光诱导合成的柔性前驱体；
步骤3：使用所述柔性前驱体和所述涂层原料制备用于纳米敏感涂层激光诱导合成的柔性基底；
步骤4：在所述柔性基底上进行工作电极和对电极的图案化设计，并对传感器的整体结构进行设计，获得设计好的传感器图案和结构；
步骤5：根据所述设计好的传感器图案和结构，进行激光执行路径程序化处理得到图案程序化处理数据，并将所述图案程序化处理数据输入微处理器，结合所述柔性基底的尺寸，指定激光的作用轨迹和区域；
步骤6：通过上位机对激光诱导参数进行设置，并根据所述微控制器中的图案化程序设置最优移动路径，所述微控制器能够控制激光器执行机构根据生成的路径移动；
步骤7：通过柔性基底移动式平台配合所述微控制器在所述柔性基底的表面刻蚀出特定图案化电极，从而得到含有制备好的工作电极和对电极的柔性基底；
步骤8：将含有镂空部分的掩膜板放置在所述含有制备好的工作电极和对电极的柔性基底上，在所述掩膜板上施加Ag/AgCl墨水，从而实现在所述柔性基底上的特定位置印制参比电极；
步骤9：对集成有工作电极，对电极和参比电极的柔性基底进行封装，并留出三电极测试区域以及导线引脚。
进一步的，所述纳米涂层的组分包括金属纳米粒子、导电碳纳米材料、特定聚合物、金属氧化物和碳酸盐材料；所述金属纳米粒子包括金纳米粒子、银纳米粒子和铂纳米粒子的的一种或多种；所述导电碳纳米材料包括石墨烯、碳纳米管、介孔碳，多孔石墨烯和石墨炔的的一种或多种；所述特定聚合物包括聚苯胺、聚氨基苯磺酸和聚吡咯和聚4-苯乙烯磺酸钠的的一种或多种；所述金属氧化物包括四氧化三铁、三氧化二铁、三氧化二铋和碱式碳酸铋的一种或多种；所述纳米敏感涂层激光诱导合成原材料包括FeCl2和FeCl3混合液、乙酰丙酮铁溶液、HAuCl4溶液以及二甲基乙酰丙酮金溶液的一种或多种。
进一步的，所述配置用于纳米敏感涂层激光诱导合成的柔性前驱体的方法包括以下步骤：使用相应聚合物的前驱体溶液或薄膜配制用于纳米敏感涂层激光诱导合成的柔性前驱体；所述相应聚合物包括合成聚酰亚胺（PI）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）、聚氯乙烯（PVC）和聚二甲基硅氧烷（PDMS）的一种或多种。
进一步的，所述使用所述前驱体和所述涂层原料制备用于纳米敏感涂层激光诱导合成的柔性基底的方法包括：将所述涂层原料与所述相应聚合物的前驱体溶液按一定比例混合，将混合后的溶液在高温或高压下成膜，得到目标柔性基底；或者，将所述涂层原料和成膜溶剂混合配制成混合溶液，将所述混合溶液修饰到所述相应聚合物的薄膜上，干燥后成膜，即得到目标柔性基底；所述成膜溶剂包括聚乙烯吡咯烷酮（PVP）、壳聚糖以及乙二醇的一种或多种；所述将所述混合溶液修饰到所述相应聚合物的薄膜上的方法包括滴涂、喷涂和刮涂的一种或多种。
进一步的，所述步骤4中的所述工作电极直径为2mm-4mm, 所述对电极的形状为三分之一半圆的圆弧，且圆弧的直径为2mm-4mm,厚度为1-3 mm；所述传感器的整体结构为集成有工作电极、参比电极和对电极的长方体结构，所述长方体结构的长度范围为1.5cm-3.5cm，宽度范围为0.7-1 cm，厚度范围为0.025-0.25 mm。
进一步的，所述步骤5中，所述设计好的传感器图案的存储格式为.jpg、.png和.jpeg的一种或多种；所述微处理器可选用STC系列、STM系列、AVR系列、ARM系列、MSP系列、FPGA系列和Arduino系列微处理器中任一种；所述图案程序化处理数据通过串口或USB发送至所述微处理器。
进一步的，所述上位机的程序可使用labview、C语言、C++、VB和MATLAB的任一种；所述激光参数包括激光功率、激光波长、脉冲宽度、光束尺寸、扫描速率和阈值功率；其中，所述激光功率的范围为0.5-6W，所述激光波长的范围为405 nm-650 nm，所述脉冲宽度的范围为0.1 ns-100 μs，所述光束尺寸的范围为0.5-2.5 mm，所述扫描速率的范围为1-20 cm/s，所述阈值功率的范围为100-2000 MW/cm2。
进一步的，所述柔性基底移动式平台为滚动式柔性基底移动式平台或平动式柔性基底移动平台；所述滚动式柔性基底移动式平台的滚动速度范围为1-40 rad/min，所述平动式柔性基底移动平台的平动速度范围为0.1-5 cm/s。
进一步的，所述步骤8中，在所述掩膜板上施加Ag/AgCl墨水的方式为刮涂、喷涂和丝网印刷的任意一种。
进一步的，所述步骤9中，对集成有工作电极，对电极和参比电极的柔性基底进行封装的方法包括采用惰性抗酸碱胶带或者惰性抗酸碱聚合物胶水进行封装；所述惰性抗酸碱胶带的种类包括聚酰亚胺（PI）、聚氯乙烯（PVC），聚四氟乙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）；所述惰性抗酸碱聚合物胶水的种类包括聚二甲基硅氧烷（PDMS）和硅胶。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：
1、本发明所提出的方法有助于发展和融通纳米材料多元催化技术和激光非接触式能量供给技术，提高传感器的制备效率和土壤三价砷的溶出伏安检测精度，实现对高灵敏度重金属检测电化学传感器的批量制备；
2、本方法集成度高、实用性强、操作简单、成本低，可推广性强，在不同种环境污染物检测电化学传感器的批量制备以及污染物精准检测技术中具有广泛的应用前景。
附图说明
图1为本发明实施例提供的纳米敏感涂层激光诱导合成所需柔性基底制备方法示意图；
图2为本发明实施例提供的重金属离子电化学传感器批量制备方法示意图；
图3为本发明实施例提供的基于可丢弃式柔性传感器的重金属检测系统示意图；
图4为本发明实施例提供的镉离子方程拟合图；
图5为本发明实施例提供的铅离子方程拟合图。
图中：
1、聚酰亚胺薄膜；2、薄膜掩膜板；3、镂空孔；4、喷头；5、前驱体喷雾；6、前驱体涂层；7、薄膜前驱体涂层；8、柔性基底；9、激光发射器；10、多孔石墨烯导线；11、纳米敏感涂层；12、前驱体溶液；13、玻璃培养皿；14、前驱体-聚合物薄膜；15、滚筒；16、滚筒前驱体薄膜材料；17、对电极；18、工作电极；19、电极掩膜板；20、镂空部分；21、刮涂板；22、Ag/AgCl墨水；23、参比电极；24、封装层；25、可丢弃式柔性重金属离子电化学传感器25；26、对电极导线；27、工作电极导线；28、参比电极导线；29、检测池；30、测试液。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例一：
本实施例提供一种基于激光诱导的可丢弃式柔性重金属离子电化学传感器批量制备方法，包括以下步骤：
步骤1：选择金纳米粒子、银纳米粒子、铂纳米粒子等金属纳米粒子，石墨烯、碳纳米管、介孔碳，多孔石墨烯、石墨炔等导电碳纳米材料，聚苯胺、聚氨基苯磺酸、聚吡咯、聚(4-苯乙烯磺酸钠)等聚合物，四氧化三铁、三氧化二铁、三氧化二铋、碱式碳酸铋等金属氧化物和碳酸盐或以上材料复合物作为合成纳米敏感涂层11组分。选择FeCl2和FeCl3混合液、乙酰丙酮铁溶液、HAuCl4溶液以及二甲基乙酰丙酮金溶液等作为纳米敏感涂层11激光诱导合成原材料，但不限于此。
步骤2：使用合成聚酰亚胺（PI）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）、聚氯乙烯（PVC）、聚二甲基硅氧烷（PDMS）等的前驱体溶液12或上述聚合物薄膜制备可用于纳米敏感涂层11激光诱导合成的柔性前驱体。
步骤3：使用如下方之一法制备用于纳米敏感涂层11激光诱导合成的柔性基底8：（1）将合成目标纳米敏感涂层11的原料与步骤2所述的柔性前驱体溶液12按一定比例混合，将混合后的溶液在高温或高压下成膜，即得到目标柔性基底8。（2）将合成目标纳米敏感涂层11所需的原料配制成溶液，并将溶液通过滴涂、喷涂、刮涂等方式修饰到步骤2所述的聚合物薄膜柔性基底8上，干燥后成膜，即得到目标柔性基底8。
步骤4：在含有纳米敏感涂层11合成所需前驱体的柔性基底8上进行工作电极18和对电极17的图案化设计，工作电极18直径为2mm-4mm, 对电极17为直径为三分之一半圆的圆弧，圆直径为2 mm-4 mm, 圆弧厚度为1-3 mm。与此同时对传感器的整体结构进行设计，传感器结构为集成有工作电极18、参比电极23和对电极17的矩形，矩形长度范围为1.5 cm-3.5 cm，宽度范围为0.7-1 cm，厚度范围为0.025-0.25 mm。
步骤5：将设计好的传感器图案保存为.jpg、.png、.jpeg等图片格式，将图案进行激光执行路径程序化处理并输入STC系列、STM系列、AVR系列、ARM系列、MSP系列、FPGA系列和Arduino系列等微处理器中，结合柔性基底8尺寸，指定激光的作用轨迹和区域。
步骤6：使用labview、C语言、C++、VB和MATLAB等软件开发上位机，并通过上位机对激光参数进行设置，其中，激光功率范围为0.5-6W，激光波长范围为405 nm-650 nm，脉冲宽度范围为0.1 ns-100 μs，光束尺寸范围为0.5-2.5 mm，扫描速率范围为1-20 cm/s，阈值功率范围为100-2000 MW/cm2。根据微控制器中的图案化程序设置最优移动路径，微控制器控制激光器执行机构根据生成的路径移动，并在柔性基底8表面刻蚀出特定图案化电极。
步骤7：通过滚动速度范围为1-40 rad/min的滚动式柔性基底8移动式平台，或平动速度范围为0.1-5 cm/s的平动式柔性基底8移动平台，对上述图案化电极进行高效、快速、批量制备。
步骤8：将含有镂空孔3的掩膜板放置在含有工作电极18和对电极17的柔性基底8上，通过刮涂、喷涂和丝网印刷等方式在掩膜板上修饰Ag/AgCl墨水22，进而实现在柔性基底8上的特定位置印制Ag/AgCl参比电极23。
步骤9：采用惰性抗酸碱胶带，如PI、PVC，聚四氟乙烯和PET等，或者惰性抗酸碱聚合物胶水，如PDMS和硅胶等，对集成有工作电极18，对电极17和Ag/AgCl参比电极23的柔性基底8进行封装，留出三电极测试区域以及导线引脚。
激光作为一种非接触式、快速、高效的能量供给方式，可瞬间激发能量并实现局部高温。因此，在纳米材料合成过程中可通过激光诱导提供反应所需能量，对目标纳米敏感涂层11进行原位合成，可有效避免高温、高压、还原剂和有机溶剂的使用对传感器高效、批量制备的制约。柔性材料一方面本身可作为电极基底，另一方面可作为纳米敏感涂层11合成所需前驱体，通过激光诱导可在纳米材料柔性前驱体基底上原位合成纳米敏感涂层11，并可在此过程中同步制备传感器。柔性材料与刚性器械具有良好的适配性，通过滚动方式和激光非接触式特点，将其用于传感器原位、批量制备具有较高的可行性和研究价值。
本实施例的有益效果在于：该方法有助于发展和融通纳米材料多元催化技术和激光非接触式能量供给技术，提高传感器的制备效率和土壤三价砷的溶出伏安检测精度，实现对高灵敏度重金属检测电化学传感器的批量制备。此外，本方法集成度高、实用性强、操作简单、成本低，可推广性强，在不同种环境污染物检测电化学传感器的批量制备以及污染物精准检测技术中具有广泛的应用前景。
实施例二：
本实施例提供一种基于激光诱导的可丢弃式柔性重金属离子电化学传感器批量制备方法，其与实施例一的区别在于，本实施例所提供的纳米敏感涂层11激光诱导合成所需柔性基底8制备，共有两种方法，如下：
第一种方法，如图1方法1所示：（1）将具有指定镂空图案的掩膜板贴合在具有相同尺寸的厚度为0.25 mm的聚酰亚胺薄膜1表面，使得薄膜掩膜板2镂空处下方为PI薄膜；（2）将500 mg Bi(NO3)3•5H2O加入到50 mL 10 mM HNO3，配制成10 mg/mL Bi(NO3)3溶液，接着将120 mg PVP加入到配制好的Bi(NO3)3溶液中，并进行超声溶解，得到前驱体溶液12；（3）接着，将上述得到的前驱体溶液12通过喷涂的方式由喷头4以雾状形式将前驱体喷雾5修饰到薄膜掩膜板2上，并将喷涂后的基底放入烘干箱，以50 ℃干燥处理2小时，使得前驱体溶液12在掩膜板表面成膜后形成前驱体涂层6；（4）移除薄膜掩膜板2，得到在制定位置修饰有圆形图案前驱体涂层6的柔性基底8；（5）将上述得到的柔性基底8在激光器的激光诱导作用下制备多孔石墨烯导线10并合成纳米敏感涂层11。
第二种方法，如图1方法2所示：（1）将500 mg Bi(NO3)3•5H2O加入到50 mL 10 mMHNO3溶液中，配制成10 mg/mL Bi(NO3)3溶液；（2）将Bi(NO3)3溶液与聚酰胺酸按一定比例混合得到纳米敏感涂层11合成所需前驱体溶液12；（3）将混合液导入玻璃培养皿13并将玻璃培养皿13放入真空干燥箱进行高温亚氨基化处理，最终得到柔性前驱体基底；（4）将上述得到的柔性基底8在激光器的激光诱导作用下制备多孔石墨烯导线10并合成纳米敏感涂层11。
实施例三：
本实施例提供一种基于激光诱导的可丢弃式柔性重金属离子电化学传感器批量制备方法，其与实施例一的区别在于，本实施例所提供的重金属离子电化学传感器批量制备方法如下，如图2所示：
使用Labview开发的上位机软件加载预先设计好的传感器图形，并将图形数据发送至由STM32微处理器开发的激光器执行系统；
通过上位机对激光诱导参数进行设置，光功率范围为3.8W，激光波长范围为470nm，脉冲宽度范围为40μs，光束尺寸范围为1.5 mm，扫描速率范围为2 cm/s，阈值功率范围为1000 MW/cm2。
将缠绕在滚筒15上的滚筒前驱体薄膜材料16通过滚动方式以20rad/min 速度运行，通过激光器在柔性基底8上生成纳米敏感涂层11，并制备出对电极17和修饰有纳米敏感涂层11的工作电极18。
将带有特殊形状镂空部分20的掩膜板贴合到所述步骤1所得到的含有对电极17和工作电极18的柔性基底8上。
使用刮涂板21，通过刮涂的方式将Ag/AgCl墨水22印制到电极掩膜板19上。
去除电极掩膜板19，得到印制有Ag/AgCl参比电极23的柔性基底8。
使用聚酰亚胺胶带对集成有对电极17、Ag/AgCl参比电极23和修饰有纳米敏感涂层11的工作电极18的柔性基底8进行封装，得到可丢弃式柔性重金属离子电化学传感器25，其尺寸为2.5 cm×1 cm（长×宽）。
实施例四：
本实施例提供一种基于激光诱导的可丢弃式柔性重金属离子电化学传感器批量制备方法，其与实施例一的区别在于，本实施例提供基于柔性电化学传感器的重金属离子溶出伏安检测的方法。
基于柔性电化学传感器检测重金属镉和铅如图3所示。将本发明所制备的柔性电化学传感器与便携式电化学工作站连接，其中，传感器中的对电极17导线与工作站对电极17接线端子相连，传感器中的工作电极18导线与工作站工作电极18接线端子相连，Ag/AgCl参比电极23导线与工作站参比电极23接线端子相连。将连接好后的传感器放入容积为30mL的检测池29中，加入10 mL待测溶液到检测池29中，并使用磁力搅拌子进行搅拌；打开磁力搅拌器，使用磁力搅拌子对待测溶液进行搅拌，通过工作站对工作电极18施加-1.2 V还原电势，共计200 s；电还原结束后，关闭磁力搅拌器，检测液静置10 s；接着对工作电极18施加范围为-1.2 V~0.2 V，脉冲振幅，采样时间以及频率分别为0.025 V，0.02s和25 Hz的扫描电势（使用Ag/AgCl作为参比电极23），获得重金属离子溶出伏安图谱；重金属离子溶出后，重新开启磁力搅拌器并在工作电极18表面施加0.31 V氧化电势，用于去除电极表面残留的重金属，处理时间总计为150 s。
本实施例还提供基于柔性电化学传感器的镉离子和铅离子标准曲线测定方法和结果。
向0.2 M的空白醋酸钠缓冲液中依次加入不同体积的镉离子和铅离子标准溶液，配制成浓度为1μg/L、5μg/L、10μgL、15μg/L、20μg/L、25μg/L、30μgL、35μg/L、40μg/L、45μg/L和50μg/L不同浓度梯度的重金属镉离子和铅离子测试液30。根据上述步骤，使用本发明所制备的可丢弃式柔性重金属离子电化学传感器25对上述不同浓度梯度的重金属镉离子和铅离子进行溶出伏安检测，得到不同浓度下重金属镉离子和铅离子的溶出伏安信号。如图4和图5所示，分别对镉离子和铅离子溶出信号和浓度进行线性拟合，其中，镉离子的拟合方程为y = 0.12x + 0.07，相关系数R2为0.992；铅离子的拟合方程为y = 0.05x - 0.04，相关系数R2为0.98，验证了本发明所提出的方法用于重金属检测电化学传感器制备具有很高的可靠性。
本实施例还提供实际样品中的镉离子和铅离子分析过程：
取1g实际土壤样品并使用20 mL 0.2 M pH为5.0的醋酸缓冲液对土壤进行超声浸提；对浸提液在5000 r/min转速下进行离心，取10 mL上层清液至检测池29中，根据实施例3所述步骤，获取实际土壤样品浸提液中重金属镉离子和铅离子在本发明所制备的传感器中工作电极18表面的溶出峰值，使用标准添加法计算浸提液中重金属离子浓度。
以上的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种重金属离子电化学传感器批量制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：针对目标重金属离子，准备相应的用于合成对目标重金属离子溶出伏安检测具有特殊催化属性的纳米敏感涂层的涂层原料，所述涂层原料包括纳米敏感涂层的组分及纳米敏感涂层激光诱导合成原材料；
步骤2：配置用于纳米敏感涂层激光诱导合成的柔性前驱体；
步骤3：使用所述柔性前驱体和所述涂层原料制备用于纳米敏感涂层激光诱导合成的柔性基底；
步骤4：在所述柔性基底上进行工作电极和对电极的图案化设计，并对传感器的整体结构进行设计，获得设计好的传感器图案和结构；
步骤5：根据所述设计好的传感器图案和结构，进行激光执行路径程序化处理得到图案程序化处理数据，并将所述图案程序化处理数据输入微处理器，结合所述柔性基底的尺寸，指定激光的作用轨迹和区域；
步骤6：通过上位机对激光诱导参数进行设置，并根据所述微控制器中的图案化程序设置最优移动路径，所述微控制器能够控制激光器执行机构根据生成的路径移动；
步骤7：通过柔性基底移动式平台配合所述微控制器在所述柔性基底的表面刻蚀出特定图案化电极，从而得到含有制备好的工作电极和对电极的柔性基底；
步骤8：将含有镂空部分的掩膜板放置在所述含有制备好的工作电极和对电极的柔性基底上，在所述掩膜板上施加Ag/AgCl墨水，从而实现在所述柔性基底上的特定位置印制参比电极；
步骤9：对集成有工作电极，对电极和参比电极的柔性基底进行封装，并留出三电极测试区域以及导线引脚。
2.根据权利要求1所述的重金属离子电化学传感器批量制备方法，其特征在于，所述纳米涂层的组分包括金属纳米粒子、导电碳纳米材料、特定聚合物、金属氧化物和碳酸盐材料；
所述金属纳米粒子包括金纳米粒子、银纳米粒子和铂纳米粒子的的一种或多种；
所述导电碳纳米材料包括石墨烯、碳纳米管、介孔碳，多孔石墨烯和石墨炔的的一种或多种；
所述特定聚合物包括聚苯胺、聚氨基苯磺酸和聚吡咯和聚4-苯乙烯磺酸钠的的一种或多种；
所述金属氧化物包括四氧化三铁、三氧化二铁、三氧化二铋和碱式碳酸铋的一种或多种；
所述纳米敏感涂层激光诱导合成原材料包括FeCl2和FeCl3混合液、乙酰丙酮铁溶液、HAuCl4溶液以及二甲基乙酰丙酮金溶液的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的重金属离子电化学传感器批量制备方法，其特征在于，所述配置用于纳米敏感涂层激光诱导合成的柔性前驱体的方法包括以下步骤：
使用相应聚合物的前驱体溶液或薄膜配制用于纳米敏感涂层激光诱导合成的柔性前驱体；
所述相应聚合物包括合成聚酰亚胺（PI）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）、聚氯乙烯（PVC）和聚二甲基硅氧烷（PDMS）的一种或多种。
4.根据权利要求3所述的重金属离子电化学传感器批量制备方法，其特征在于，所述使用所述柔性前驱体和所述涂层原料制备用于纳米敏感涂层激光诱导合成的柔性基底的方法包括：
将所述涂层原料与所述相应聚合物的柔性前驱体溶液按一定比例混合，将混合后的溶液在高温或高压下成膜，得到目标柔性基底；
或者，将所述涂层原料和成膜溶剂混合配制成混合溶液，将所述混合溶液修饰到所述相应聚合物的薄膜上，干燥后成膜，即得到目标柔性基底；
所述成膜溶剂包括聚乙烯吡咯烷酮（PVP）、壳聚糖以及乙二醇的一种或多种；所述将所述混合溶液修饰到所述相应聚合物的薄膜上的方法包括滴涂、喷涂和刮涂的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的重金属离子电化学传感器批量制备方法，其特征在于，所述步骤4中的所述工作电极直径为2mm-4mm, 所述对电极的形状为三分之一半圆的圆弧，且圆弧的直径为2mm-4mm,厚度为1-3 mm；所述传感器的整体结构为集成有工作电极、参比电极和对电极的长方体结构，所述长方体结构的长度范围为1.5cm-3.5 cm，宽度范围为0.7-1 cm，厚度范围为0.025-0.25 mm。
6.根据权利要求1所述的重金属离子电化学传感器批量制备方法，其特征在于，所述步骤5中，所述设计好的传感器图案的存储格式为.jpg、.png和.jpeg的一种或多种；所述微处理器可选用STC系列、STM系列、AVR系列、ARM系列、MSP系列、FPGA系列和Arduino系列微处理器中任一种；所述图案程序化处理数据通过串口或USB发送至所述微处理器。
7.根据权利要求1所述的重金属离子电化学传感器批量制备方法，其特征在于，所述上位机的程序可使用labview、C语言、C++、VB和MATLAB的任一种；
所述激光参数包括激光功率、激光波长、脉冲宽度、光束尺寸、扫描速率和阈值功率；其中，所述激光功率的范围为0.5-6W，所述激光波长的范围为405 nm-650 nm，所述脉冲宽度的范围为0.1 ns-100 μs，所述光束尺寸的范围为0.5-2.5 mm，所述扫描速率的范围为1-20cm/s，所述阈值功率的范围为100-2000 MW/cm2。
8.根据权利要求1所述的重金属离子电化学传感器批量制备方法，其特征在于，所述柔性基底移动式平台为滚动式柔性基底移动式平台或平动式柔性基底移动平台；所述滚动式柔性基底移动式平台的滚动速度范围为1-40 rad/min，所述平动式柔性基底移动平台的平动速度范围为0.1-5 cm/s。
9.根据权利要求1所述的重金属离子电化学传感器批量制备方法，其特征在于，所述步骤8中，在所述掩膜板上施加Ag/AgCl墨水的方式为刮涂、喷涂和丝网印刷的任意一种。
10.根据权利要求1所述的重金属离子电化学传感器批量制备方法，其特征在于，所述步骤9中，对集成有工作电极，对电极和参比电极的柔性基底进行封装的方法包括采用惰性抗酸碱胶带或者惰性抗酸碱聚合物胶水进行封装；
所述惰性抗酸碱胶带的种类包括聚酰亚胺（PI）、聚氯乙烯（PVC），聚四氟乙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）；所述惰性抗酸碱聚合物胶水的种类包括聚二甲基硅氧烷（PDMS）和硅胶。
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