CN202562883U - 一种电化学传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电化学传感器，包括绝缘基板，绝缘基板上方分别设有碳工作电极、碳辅助电极、以及银和氯化银参比电极，所述碳工作电极、碳辅助电极、以及银和氯化银参比电极各自通过一银导线分别连接一与USB接口相连接的碳接引线。本实用新型具有结构简单、成本低、可批量生产、一次性使用与携带方便的优点。可对环境与食品中多种金属离子进行现场快速测定。

Description

一种电化学传感器

技术领域

本实用新型属于分析仪器技术或环境监测领域的电化学传感器，更具体地说，是涉及利用对水中重金属离子进行现场快速检测的电化学传感器。

背景技术

重金属离子一般具有毒性，容易在动植物体内聚集且难降解，严重威胁人类的健康安全。随着工业生产规模的不断扩大和不断的城市化发展，含有大量重金属的污染物通过各种途径进入环境中，大量生活污水和工业废水排入水体，进入水体的重金属，通过饮水、生物富集、食物链等方式最终危害人体健康。在各种重金属水污染事件频发的背景下，急需有快速有效的检测仪器和相对应的分析方法。

目前检测重金属离子的方法主要包括原子光谱法、质谱分析法、中子活化分析法、紫外一可见分光光度法、化学发光法。这些方法灵敏度高，但设备费用和操作费用较高，对于有些元素测定有困难，而且检测的数据都是静态非现场的数据。电化学分析方法是国内外研究者一种公认的快速、灵敏、准确的痕量分析方法，而且仪器简单、价格低廉。现有的电化学检测仪器仍采用传统的固体电极，在使用过程需要进行打磨，清洗，存在较为耗时，结果稳定性和重现性差的缺点。

薄膜印刷电极的出现突破了上述传统固体电极的局限，具备制备简单、低成本、便携和易于批量生产等优点。自从20世纪90年代以来，从微电子工业发展而来的薄膜电极制备技术为制作高通量、可重复并能单个使用的传感器，提供了一个平台。同时也为环境污染物现场快速测定提供了一个新的手段。

实用新型内容

实用新型目的：本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种电化学传感器。

为了解决上述技术问题，本实用新型公开了一种电化学传感器，包括绝缘基板，绝缘基板上方分别设有碳工作电极、碳辅助电极、以及银和氯化银参比电极，所述碳工作电极、碳辅助电极、以及银和氯化银参比电极各自通过一银导线分别连接一与USB接口相连接的碳接引线。

本实用新型中，所述碳工作电极、碳辅助电极、银和氯化银参比电极、银导线以及碳接引线上设有绝缘层。

本实用新型中，所选绝缘基板为白色玻璃纤维板或聚酯板或PP合成纸中任意一种材质制成的绝缘基板。

本实用新型的适合现场检测，现有的电化学检测仪器仍采用传统的固体电极，在使用过程需要进行打磨，清洗，存在较为耗时，结果稳定性和重现性差的缺点。与现有技术相比，具有操作简单，重复性好，灵敏度高的特点，可实现现场快速测定。可在工业废水排放检测、环境监测、食品安全等领域使用。

有益效果：本实用新型具有结构简单，加工便利，成本低廉，可批量生产，一次性使用，携带方便的优点。本实用新型的电化学传感器采取多种检测方法，对样品预处理要求简单，可适用于不同金属离子的测定，方法简便，快速，检测结果准确，灵敏度高。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做更进一步的具体说明，本实用新型的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。

图1是本实用新型结构示意图。

图2是实施例1传感器现场镀铋膜测定不同浓度铅、镉的分析结果图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型公开了一种电化学传感器，包括绝缘基板7，绝缘基板7上方分别设有碳工作电极1、碳辅助电极2、以及银/氯化银(即银和氯化银)参比电极3，所述碳工作电极1、碳辅助电极2、以及银和氯化银参比电极3各自通过一银导线5分别连接一与USB接口相连接的碳接引线6。所述碳工作电极1、碳辅助电极2、银和氯化银参比电极3、银导线5以及碳接引线6上设有绝缘层4。所选绝缘基板7为白色玻璃纤维板或聚酯板或PP合成纸中任意一种材质制成的绝缘基板。

实施例1：本实用新型一次性薄膜电极芯片结构

如图1所示，所述电极芯片，采用薄膜印刷技术在白色玻璃纤维板制成的绝缘基板上印制薄膜三电极系统传感芯片。一个是碳工作电极，一个是银/氯化银参比电极，一个是碳辅助电极，并印制可与USB接口相连接的碳接引线，各电极对应碳接引线之间印刷有银导线进行连接，各电极与导线通过印制绝缘层进行保护。

本实施例的传感器应用于水环境及食品现场的快速、准确重金属离子含量的测定，为环境监测、食品安全监督等部门提供一种新型、便捷、快速、准确的现场检测仪器，为控制污染排放、监控污染事故、确保环境食品安全提供重要的执法依据。

实施例2：本实用新型传感器现场镀铋膜测定铅、镉离子含量

通过将所述一次性薄膜电极芯片与便携式电化学工作站连接，采取电化学方法进行测定。在10ml的电解池中，以0.1M醋酸-醋酸钠缓冲液作为电解质溶液，溶液中含有铋离子的浓度为300μg/L，加入浓度为5-200μg/L的铅、镉离子的水样。将所述薄膜电极芯片浸入溶液中，采用共沉积方法，在沉积时搅拌溶液，静置一段时间后，采用方波溶出伏安法来检测Pb²⁺和Cd²⁺信号，可获得如图2中的方波伏安扫描曲线，以峰电流信号作为标准，在-0.85V和-1.05V左右可以明显看到Pb²⁺和Cd²⁺溶出峰，分别读取其峰电流值。峰电流值与相应离子在5-300μg/L浓度范围内呈线性关系，铅镉离子检出限分别为8和5μg/L。方波伏安分析参数如下：稳定电压0.5V，30s；沉积电位为-1.3V，沉积时间为180s；方波幅度28mV；电位步进值3mV；频率15Hz，工作电位窗口-1.3V至-0.6V。

本实用新型的电化学传感器采取多种检测方法，对样品预处理要求简单，可适用于不同金属离子的测定，方法简便，快速，检测结果准确，灵敏度高，克服了传统电极重复性差的不足之处。

本实用新型提供了一种电化学传感器的思路及方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。

Claims (3)

1.一种电化学传感器，其特征在于，包括绝缘基板，绝缘基板上方分别设有碳工作电极、碳辅助电极、以及银和氯化银参比电极，所述碳工作电极、碳辅助电极、以及银和氯化银参比电极各自通过一银导线分别连接一与USB接口相连接的碳接引线。

2.根据权利要求1所述的一种电化学传感器，其特征在于，所述碳工作电极、碳辅助电极、银和氯化银参比电极、银导线以及碳接引线上设有绝缘层。

3.根据权利要求1所述的一种电化学传感器，其特征在于，所选绝缘基板为白色玻璃纤维板或聚酯板或PP合成纸中任意一种材质制成的绝缘基板。

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