[發明專利]一種基于非對稱性聚合物膜的傳感器及其檢測方法和應用

有效

• 申請號: 201010622842.2
• 申請日: 2010-12-31
• 公開（公告）號: CN102539500A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 秦偉;梁榮寧;付秀麗;宋文璟;張倩玉
• 申請（專利權）人: 中國科學院煙臺海岸帶研究所
• 主分類號: G01N27/333
• 分類號: G01N27/333;G01N27/49
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 許宗富;周秀梅

1.一種基于非對稱性聚合物膜的傳感器，包括工作電極、參比電極，其特征在于：離子計(7)通過導線分別連接參比電極(9)與工作電極(4)，工作電極(4)和參比電極(9)插入待檢測試樣池(3)中，工作電極(4)由離子選擇性電極和插入其中的旋轉圓盤電極(5)組成，離子選擇性電極為底部黏附非對稱性聚合物膜(8)的聚氯乙烯管(6)；

其中非對稱性聚合物膜(8)由聚合物膜基體和親酯性的離子交換層組成；

所述非對稱性聚合物膜基為：聚合物基體材料、增塑劑、離子載體和親酯性的惰性鹽按重量份數比為20-80∶20-80∶0.2-5∶1-10混合，而后融入到四氫呋喃溶液中，攪拌使之成為均勻溶液，而后在室溫下自然揮發，即得到聚合物膜基；所述聚合物基體材料為聚氯乙烯、聚丁基丙烯酸酯、聚丙烯酸丁酯、聚醚酰亞胺、橡膠或溶膠凝膠膜；增塑劑為鄰-硝基苯辛醚(o-NPOE)、二-2-乙基己基癸酯、癸二酸二丁酯或癸二酸二辛酯；親酯性的惰性鹽為四(十二烷基)-四(4-氯苯基)硼酸銨；離子載體為待測重金屬的離子載體和氫載體；

所述親酯性的離子交換劑為陽離子交換劑或陰離子交換劑；

所述待測重金屬的離子載體和氫載體加入量之比為2∶1(wt％)。

2.按權利要求1所述的基于非對稱性聚合物膜的傳感器，其特征在于：所述離子選擇性電極為聚氯乙烯管，聚氯乙烯管底部黏附一層非對稱性聚合物膜；所述非對稱性聚合物膜由聚合物膜基體和親酯性的離子交換層組成，其中親酯性的離子交換層涂覆于聚合物膜基體表面上。

3.按權利要求2所述的基于非對稱性聚合物膜的傳感器，其特征在于：所述親酯性的離子交換層，將親酯性的離子交換劑溶于四氫呋喃，而后取1～10μl涂覆于聚合物膜基體上，涂膜時間為1～3h；其中離子交換劑的量為每毫升四氫呋喃中加入0.1-3毫克的離子交換劑。

4.按權利要求1、2或3所述的基于非對稱性聚合物膜的傳感器，其特征在于：所述親酯性的離子交換劑為陽離子交換劑或陰離子交換劑；其中陽離子交換劑為四(3，5-二(三氟甲基)苯基)硼酸鈉，陰離子交換劑為三(十二烷基)氯化銨。

5.按權利要求1所述的基于非對稱性聚合物膜的傳感器，其特征在于：所述氫載體為ETH5315。

6.按權利要求1所述的基于非對稱性聚合物膜的傳感器，其特征在于：所述待檢測試樣池(3)進樣口依次蠕動泵(2)、連接紫外消解裝置和微孔過濾裝置組成的裝置(1)。

7.按權利要求1所述的基于非對稱性聚合物膜的傳感器，其特征在于：所述的微孔過濾裝置的濾膜孔徑≤0.45μm；紫外消解裝置紫外燈功率為200～1000W，消解時間30～180min。

8.按權利要求1所述的基于非對稱性聚合物膜的傳感器，其特征在于：旋轉圓盤電極(5)的電極頭插入承有內充液并黏附有非對稱性聚合物膜的聚氯乙烯管中，旋轉圓盤電極工作電極頭轉速在0～8000rpm之間。

9.一種權利要求1所述的基于非對稱性聚合物膜的傳感器的檢測方法，其特征在于：

1)在底部黏附非對稱性聚合物膜(8)的離子選擇性電極內插入旋轉圓盤電極(5)作為工作電極；

2)將將工作電極和參比電極插入待檢測試樣池(3)中，調節旋轉圓盤電極(5)的電極頭使其帶動離子選擇性電極旋轉，從而產生相應的樣品電位信號；

3)采用標準加入法，以待測重金屬離子加入量及其產生的標準電位信號繪制即得標準曲線，將樣品信號與標準曲線信號對照，通過電位信號差值可計算得待測試液中重金屬離子的含量。