检测污水中磷酸盐的电化学传感器的制造方法
【专利摘要】本发明提供了检测污水中磷酸盐的电化学传感器及其制备方法。本发明采取感光胶在绝缘棒表面图案化，利用金属溅射的方法制备电极，并构建了电化学传感器，用以检测污水中磷酸盐的含量。本发明涉及的电化学传感器可重复性好、成本低、检测速度快、灵敏度高，可用于水中磷酸盐的检测，在水质监测领域具有应用前景。
【专利说明】检测污水中磷酸盐的电化学传感器
【技术领域】
[0001]本发明涉及电化学传感器领域，尤其涉及一种用于检测污水中磷酸盐的电化学传感器及其制备方法。
【背景技术】
[0002]由于工业的发展，大量含有污染物氨氮、磷以及有机污染物等耗氧物质被排入到水中，从而导致某些江河湖泊富营养化。富营养化的直接后果就是蓝藻会大量繁殖，并在水面形成一层蓝绿色浮沫，而且会发出腥臭味，引起水质恶化，严重时蓝藻可耗尽水中的氧气而造成鱼类死亡。
[0003]衡量一个水体是否富营养化的一个重要指标是总磷浓度，就是检测水中含磷的浓度，检测过程中将水中所含有的元素磷、焦磷酸盐、偏磷酸盐和有机团结合的磷酸盐等形式存在的磷都转化为正磷酸盐(即磷酸盐)来测量。现有技术中检测磷酸盐的方法是用分光光度计法和离子色谱法，这两种方法虽然检测准确，但受限于需要大型实验仪器、测试周期长等因素，并不适用于便携快捷的测量水中磷酸盐的浓度。
[0004]近年来，酶生物传感器可实现对水质中磷酸盐的便携式测量，该传感器对磷酸盐敏感、且响应范围广，但酶生物传感器需要在pH接近中性，温度接近37°C的条件下工作，对工作环境要求苛刻。液膜磷酸盐选择电极是一种新型检测装置，基于膜-水相离子交换原理，电极敏感膜是将待测离子的盐类溶解在不与水混合的有机溶剂中，再使这种有机溶剂渗入惰性多孔物质而制成，对磷酸盐有很好的敏感性和较好的选择性，但是该电极不能长期保存。
【发明内容】
[0005]鉴于现有技术的缺陷，本发明提供一种检测磷酸盐的电极，并提供基于此电极的电化学传感器及其制备方法。
[0006]检测污水中磷酸盐的电化学传感器的制备方法，步骤如下:
[0007](I)CoO电极的制备
[0008]将感光胶按照所需图案涂覆在聚四氟乙烯棒上面，对感光胶进行曝光、显影，除去不符合图案要求的感光胶，在未被感光胶遮蔽的区域利用金属溅射的方法来把氧化钴涂覆到聚四氟乙烯棒上面，形成氧化钴电极金属膜，将感光胶去除，可以使用有机溶剂作为辅助，将制备的电极放入超声设备中超声振荡10_20min彻底除去电极上的感光胶。
[0009](2)Ag/AgCl 电极的制备
[0010]将感光胶按照所需图案涂覆在聚四氟乙烯棒上面，对感光胶进行曝光、显影，除去不符合图案要求的感光胶，在未被感光胶遮蔽的区域利用金属溅射的方法，把银涂覆到聚四氟乙烯棒上面，再涂覆一层氯化银，形成Ag/AgCl电极金属膜，将感光胶去除，可以使用有机溶剂作为辅助，将制备的电极放入超声设备中超声振荡10_20min彻底除去电极上的感光胶。
[0011](3)传感器的制备
[0012]将CoO电极作为工作电极，将Ag/AgCl电极作为参比电极。两者固定到一块绝缘的集成电化学传感器元件的基板上，通过电连接与传感器集成电路通讯，经过封装和测试，得到电化学传感器。
[0013]当磷酸盐与工作电极和参比电极接触时，在工作电极与参比电极之间产生电势差，而电势差的数据通过电连接发送到传感器集成电路上，再传递到外部电路和显示装置，外部电路的处理器通过比较、计算、处理，从而在显示装置上直观的得到磷酸盐的浓度数值。
[0014]步骤(I)所述图案为本领域技术人员按照所需电极规格型号制作而成。
[0015]所述集成电化学传感器元件的基板和传感器集成电路可以分别封装，二者之间采用电连接；优选为二者封装到同一个腔体内。
[0016]所述聚四氟乙烯可用聚丙烯、酚醛树脂、聚醚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚酰亚胺代替。
[0017]本发明涉及的电化学传感器可重复性好，成本低、检测速度快、灵敏度高，可用于水中磷酸盐的检测，为水质监测领域提供一种简单便捷的方式，可应用到水质监测过程中。
【具体实施方式】
[0018]下面通过具体实施例，进一步对本发明的技术方案进行具体说明。应该理解，下面的实施例只是作为具体说明，而不限制本发明的范围，同时本领域的技术人员根据本发明所做的显而易见的改变和修饰也包含在本发明范围之内。
[0019]实施例1
[0020]检测污水中磷酸盐的电化学传感器的制备方法，步骤如下:
[0021](I)CoO电极的制备
[0022]将感光胶按照所需图案涂覆在酚醛树脂棒上面，对感光胶进行曝光、显影，除去不符合图案要求的感光胶，在未被感光胶遮蔽的区域利用金属溅射的方法来把氧化钴涂覆到酚醛树脂棒上面，形成氧化钴电极金属膜，将感光胶去除，可以使用有机溶剂作为辅助，将制备的电极放入超声设备中超声振荡15min彻底除去电极上的感光胶。
[0023](2)Ag/AgCl 电极的制备
[0024]将感光胶按照所需图案涂覆在酚醛树脂棒上面，对感光胶进行曝光、显影，除去不符合图案要求的感光胶，在未被感光胶遮蔽的区域利用金属溅射的方法来把银涂覆到酚醛树脂棒上面，再涂覆一层氯化银，形成Ag/AgCl电极金属膜，将感光胶去除，可以使用有机溶剂作为辅助，将制备的电极放入超声设备中超声振荡15min彻底除去电极上的感光胶。
[0025](3)传感器的制备
[0026]将CoO电极作为工作电极，将Ag/AgCl电极作为参比电极，两者固定到一块绝缘的集成电化学传感器元件的基板上，通过电连接与传感器集成电路通讯，当磷酸盐与工作电极和参比电极接触时，在工作电极与参比电极之间产生电势差；而电势差的数据通过电连接发送到传感器集成电路上，再传递到外部电路和显示装置，外部电路的处理器通过比较、计算、处理，从而在显示装置上直观的得到磷酸盐的浓度数值。
【权利要求】
1.检测污水中磷酸盐的电化学传感器的制备方法，其步骤如下: (1)CoO电极的制备:将感光胶按照所需图案涂覆在聚四氟乙烯棒上面，对感光胶进行曝光、显影，除去不符合图案要求的感光胶，在未被感光胶遮蔽的区域利用金属溅射的方法，把氧化钴涂覆到聚四氟乙烯棒上面，形成氧化钴电极金属膜，将感光胶去除，制备成CoO电极，将CoO电极放入超声设备中超声振荡10-20min彻底除去电极上的感光胶； (2)Ag/AgCl电极的制备:将感光胶按照所需图案涂覆在聚四氟乙烯棒上面，对感光胶进行曝光、显影，除去不符合图案要求的感光胶，在未被感光胶遮蔽的区域利用金属溅射的方法来把银涂覆到聚四氟乙烯棒上面，再涂覆一层氯化银，形成Ag/AgCl电极金属膜，将感光胶去除，将制备的电极放入超声设备中超声振荡10-20min彻底除去电极上的感光胶； (3)电化学传感器的制备:将CoO电极作为工作电极，将Ag/AgCl电极作为参比电极，两者固定到一块绝缘的集成电化学传感器元件的基板上，连接传感器集成电路、外部电路和显示装置，经过封装和测试，即得到所述电化学传感器。
2.根据权利要求1所述的电化学传感器的制备方法，其特征在于:所述集成电化学传感器元件的基板与所述传感器集成电路封装到同一腔体内。
3.检测污水中磷酸盐的电化学传感器，其特征在于:所述电化学传感器采用权利要求1或2所述的方法制备。
4.一种电化学传感器在检测污水中磷酸盐时的应用方法，所述电化学传感器由权利要求I或2所述方法制备，其特征在于:权利要求1制备的CoO电极与Ag/AgCl电极固定到一块绝缘的集成电化学传感器元件的基板上，通过电连接与传感器集成电路通讯，当磷酸盐与工作电极和参比电极接触时，在工作电极与参比电极之间产生电势差，而电势差的数据通过电连接发送到传感器集成电路上，再传递到外部电路和显示装置，外部电路的处理器通过比较、计算、处理，从而在显示装置上直观的得到磷酸盐的浓度数值。
【文档编号】G01N27/30GK104267080SQ201410529927
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年10月9日 优先权日:2014年10月9日
【发明者】孙京华, 潘正海 申请人:无锡百灵传感技术有限公司