[發明專利]二氧化硅物質的電化學檢測

有效

• 申請號: 200780053577.7
• 申請日: 2007-06-29
• 公開（公告）號: CN101765767A
• 公開（公告）日: 2010-06-30
• 發明（設計）人: 約瑟夫·王;阿瑞斯托特里斯·蒂米特拉克寶羅斯;塞利娜·勒尼尼文;史蒂芬·馬比克
• 申請（專利權）人: 代表亞利桑那大學的亞利桑那校董會;米利波爾公司
• 主分類號: G01N27/42
• 分類號: G01N27/42
• 代理公司: 北京英賽嘉華知識產權代理有限責任公司 11204
• 代理人: 王達佐;陰亮

技術領域

本申請涉及電化學檢測。

背景技術

在液體(例如水)中二氧化硅的檢測可以使用比色法。例如，可以 形成二氧化硅-鉬酸鹽復合物并且可以通過測量450nm波長的探測光 的吸收來測量二氧化硅-鉬酸鹽復合物?；蛘?，可以形成二氧化硅-鉬 酸鹽-雜多藍復合物并且可以通過測量810nm波長的探測光的吸收測 量二氧化硅-鉬酸鹽-雜多藍復合物。這些和其它的比色法可能需要在 不同步驟中添加若干種化學試劑，每個步驟占用一定的時間段以允許 充分的混合和反應。

概述

本申請描述(除了別的以外)了涉及使用電化學方法在水中檢測 無機物(例如二氧化硅)的技術、系統和裝置。

一方面，檢測金屬復合物包括對緩沖溶液施加電壓，所述緩沖 溶液包含所述金屬復合物并且沒有待檢測的無機物。在不存在所述無 機物的情況下，測量與所述金屬復合物相關的第一電流。將無機物添 加到所述緩沖溶液中，并且在存在所添加的無機物的情況下，還測量 與所述金屬復合物相關的第二電流。獲得所述第一電流和所述第二電 流之間的差值，以識別在所述緩沖溶液中所添加的有機物的濃度。

實施方式能夠任選地包括以下一個或多個。測量所述第一和第 二電流還能夠包括施加由掃描電位跟隨的富集電位。施加所述富集電 位還能夠包括施加包括0.5伏特幅度的富集電位。對于包括60秒的一 段時間，還能夠施加所述施加的富集電位。同樣，施加所述掃描電位 能夠包括施加具有包括25毫伏幅度、4毫伏的跨步電勢和25赫茲的 頻率至少之一的掃描電位。此外，施加電壓能夠包括對含有如鉬-氯冉 酸鹽復合物的金屬復合物緩沖溶液施加電壓。使用由鉍、金、碳或汞 組成的工作電極能夠測量所述第一電流和所述第二電流。使用絲網印 刷電極還能夠執行使用工作電極測量所述第一電流和所述第二電流。 此外，添加的所述無機物能夠包括二氧化硅物質。此外，測量的所述 第一電流和所述第二電流能夠包括伏安信號。使用溶出伏安計能夠執 行測量所述伏安信號。使用一次性的溶出伏安計能夠測量使用溶出伏 安計測量的伏安信號。

另一方面，使用包括檢測裝置和數據處理裝置的系統能夠執行 檢測無機物。所述檢測裝置包括容器，容器設計為至少部分在所述容 器中盛放溶液。在所述容器中盛放的所述溶液含有金屬復合物。所述 檢測裝置還包括至少部分浸入所述溶液中的導電元件。將所述容器、 所述溶液和所述導電元件設計為測量第一電流和第二電流，第一電流 對應于在不存在無機物的情況下的所述金屬復合物，第二電流對應于 在存在無機物的情況下的所述金屬復合物。將所述數據處理裝置設計 為接收來自所述檢測裝置的所測量的第一電流和第二電流。還將所述 數據處理裝置設計為獲得所述第一電流和所述第二電流之間的差值， 并且設計為根據所獲得的差值識別所述無機物的濃度。

實施方式還能夠任選地包括以下的一個或多個。能夠將所述檢 測裝置設計為測量對應于鉬-氯冉酸鹽金屬復合物的所述第一電流和 第二電流。同樣，能夠將所述檢測裝置設計為在存在二氧化硅物質的 情況下測量對應于所述金屬復合物的所述第二電流。所述導電元件能 夠由鉍、金、碳或汞之一組成。此外，所述導電元件能夠使用絲網印 刷電極。此外，能夠以溶出伏安計實現所述檢測裝置。所述溶出伏安 計能夠是一次性的溶出伏安計。同樣，通過施加由掃描電位跟隨的富 集電位能夠將所述檢測裝置配置為測量所述第一電流和第二電流。

另一方面，在不存在目標非電活性材料的情況下檢測電活性材 料的第一電活性。同樣，在存在所述目標非電活性材料的情況下檢測 所述電活性材料的第二電活性。獲得所述第一電活性和第二電活性之 間的差值，并且根據所獲得的差值，識別所述目標非電活性材料的濃 度。

實施方式能夠任選地包括以下的一個或多個。檢測所述第一電 活性和第二電活性能夠包括施加由掃描電位跟隨的富集電位。同樣， 檢測所述第一電活性和第二電活性能夠包括在緩沖溶液中檢測金屬復 合物的所述第一電活性和第二電活性。此外，識別所述目標非電活性 材料的濃度能夠包括識別目標二氧化硅物質的濃度。

另一方面，通過測量不存在所述目標材料的電化學活性介質的 電化學特性的初始值，檢測非電化學活性的目標材料。將所述目標材 料引進所述電化學活性介質中。還測量所述目標材料和所述電化學活 性介質的組合的電化學特性的當前值。根據所述當前值和所述初始值， 獲得關于所述目標材料的信息。