[發明專利]一種靈敏的便攜式光電催化化學需氧量傳感器

有效

• 申請號: 201710219525.8
• 申請日: 2017-04-06
• 公開（公告）號: CN106990152B
• 公開（公告）日: 2019-05-07
• 發明（設計）人: 張聲森;蘇泳釗;彭峰;張山青;楊思源;方岳平
• 申請（專利權）人: 華南農業大學
• 主分類號: G01N27/416
• 分類號: G01N27/416
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 羅嘯秋

1.一種靈敏的便攜式光電催化化學需氧量傳感器在水中COD檢測中的應用，其特征在于：所述傳感器由光源套管、三電極套裝和容積為0.1～1L的反應池三部分構成，光源套管和三電極套裝豎直插入反應池內；所述光源套管內設置LED紫外燈，并在LED紫外燈處的光源套管側面設置透明窗口用于透光；所述三電極套裝內設置三個孔道分別插入Ag/AgCl參比電極、Pt對電極和氫化的TiO₂納米陣列薄膜工作電極，其中參比電極和對電極的孔道底部不封閉，工作電極的孔道底部封閉并在側面開設反應孔，工作電極孔道側面的反應孔與光源套管上的透明窗口正對；所述應用過程為：在反應池中注入水樣溶液，加入無機鹽為電解質，將三電極套裝中的三個電極連接電化學工作站，在工作電極上施加偏壓，同時打開LED紫外燈并調節其強度，紫外光照射在氫化的TiO₂納米陣列薄膜上，通過有機物光電催化氧化過程中電化學信號的變化，確定水樣中的COD值；

所述氫化的TiO₂納米陣列薄膜是通過將TiO₂納米棒陣列薄膜在氫氣氣氛中氫化得到；所述的氫氣氣氛是指含有體積分數為10％～50％的氫氣與惰性氣體的混合氣氛，所述氫化的溫度為300～700℃；

所述TiO₂納米棒陣列薄膜是通過將基底放入含有鈦酸四丁酯和鹽酸的水溶液中，經水熱反應制備得到；所述基底為FTO、ITO或金屬鈦片。

2.根據權利要求1所述的一種靈敏的便攜式光電催化化學需氧量傳感器在水中COD檢測中的應用，其特征在于：所述反應池上設置反應池蓋，反應池蓋上設置兩個開口分別插入光源套管和三電極套裝并固定。

3.根據權利要求1所述的一種靈敏的便攜式光電催化化學需氧量傳感器在水中COD檢測中的應用，其特征在于：所述光源套管采用鋁材制備，所述光源套管側面的透明窗口材質為石英。

4.根據權利要求1所述的一種靈敏的便攜式光電催化化學需氧量傳感器在水中COD檢測中的應用，其特征在于：所述LED紫外燈發出的光波為280～400nm，額定電壓為2～6V，功率為2～20W。

5.根據權利要求1所述的一種靈敏的便攜式光電催化化學需氧量傳感器在水中COD檢測中的應用，其特征在于：所述工作電極孔道側面的反應孔為直徑為5～15mm的圓孔。

6.根據權利要求1所述的一種靈敏的便攜式光電催化化學需氧量傳感器在水中COD檢測中的應用，其特征在于：所述工作電極孔道側面的反應孔與光源套管上的透明窗口距離為5～15mm。

7.根據權利要求1所述的一種靈敏的便攜式光電催化化學需氧量傳感器在水中COD檢測中的應用，其特征在于：所述氫化的TiO₂納米陣列薄膜中TiO₂納米陣列的長度為100～2000nm。