[實用新型]一種用于檢測水中重金屬的微納傳感器

有效

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• 申請日: 2019-02-14
• 公開（公告）號: CN209979544U
• 公開（公告）日: 2020-01-21
• 發(fā)明（設計）人: 金慶輝;戴金瑩;尹加文;張贊;郜晚蕾;金涵;簡家文
• 申請（專利權）人: 寧波大學
• 主分類號: G01N27/30
• 分類號: G01N27/30;G01N27/48;G01N1/40
• 代理公司: 33226 寧波奧圣專利代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 陳其明

1.一種用于檢測水中重金屬的微納傳感器，包括可與玻璃鍵合的表面為(100)晶面、雙面拋光并氧化的硅基片(21)，所述硅基片(21)上面以與其鍵合的方式覆蓋有Pyrex7740玻璃基片(1)，二者鍵合成一體；其特征在于，所述玻璃基片(1)鍵合面上分別設置用于將待測水樣中重金屬消解成離子態(tài)的消解電極(3)及其陰極鉑對電極(4)，用于檢測消解后水樣中重金屬含量的檢測電極(10)及其檢測對電極(9)與Ag/AgCl參比電極(7)，所述消解電極(3)包括厚度為納米級的塊狀消解基層與設置其上面的消解微柱陣列，消解基層包括先后由lift-off工藝形成的塊狀鉑基層與二氧化鉛電鍍層，每個消解微柱包括消解微柱芯與濺射在消解微柱芯表面的納米金層；所述陰極鉑對電極(4)為由lift-off工藝形成的厚度為納米級的塊狀鉑基層；所述檢測電極(10)包括厚度為納米級的塊狀檢測基層與設置其上面的檢測微柱陣列，檢測基層包括由先后二次lift-off工藝形成的鉑基層與金基層，每個檢測微柱包括檢測微柱芯與濺射在檢測微柱芯表面的納米金層；所述檢測對電極(9)為由lift-off工藝形成的厚度為納米級的開放環(huán)狀鉑層，環(huán)繞在檢測電極(10)外周；所述玻璃基片(1)鍵合面上各電極還設置有由lift-off工藝形成的厚度為納米級的鉑電極引線(27)至玻璃基片(1)邊緣；所述硅基片(21)鍵合面上在消解電極(3)、陰極鉑對電極(4)、檢測電極(10)、Ag/AgCl參比電極(7)相對應位置分別開設消解池(20)、陰極電極池(16)、檢測池(19)、儲液腔(17)；消解池(20)、陰極電極池(16)之間開設通道槽(15)，玻璃基片(1)在消解電極(3)、陰極鉑對電極(4)之間處開設注入孔(5)與通道槽(15)相通，通道槽(15)內(nèi)填有經(jīng)注入孔(5)注入的飽和kcl瓊脂溶膠；消解池(20)、陰極電極池(16)分別開設進水細槽(13)并交匯于總進水細槽(14)，玻璃基片(1)上開設進水孔(2)與總進水細槽(14)相通；消解池(20)與檢測池(19)之間開設中間細槽(22)作為消解后水樣通道；所述玻璃基片(1)上開設有與所述儲液腔(17)相通的注液孔(8)，所述儲液腔(17)中儲存有經(jīng)注液孔(8)注入的氯化鉀飽和溶液，所述注液孔(8)用密封膠封裝；檢測池(19)與儲液腔(17)之間多條納米槽(18)，作為待測水樣與氯化鉀飽和溶液相接觸雙方進行離子交換的納米通道。

2.如權利要求1所述的微納傳感器，其特征在于，所述鉑電極引線(27)至玻璃基片(1)鍵合面邊緣處設置有由lift-off工藝形成的厚度為納米級的塊狀焊點(12)用作對外接線，所述硅基片(21)鍵合面上分別與玻璃基片(1)鍵合面上的鉑電極引線(27)、塊狀焊點相配，開設有引線嵌槽(29)與焊點凹坑(28)，玻璃基片(1)與硅基片(21)二者鍵合后將外接引線插入焊點凹坑(28)，灌滿銀漿后用密封膠封住，并烘干固化。

3.如權利要求1所述的微納傳感器，其特征在于，所述硅基片(21)鍵合面上檢測池(19)旁開設第一排水細槽(23)，所述玻璃基片(1)上開設第一排水孔(6)與該第一排水細槽(23)相通。

4.如權利要求1所述的微納傳感器，其特征在于，所述硅基片(21)鍵合面上陰極電極池(16)旁開設第二排水細槽(24)，所述玻璃基片(1)上開設第二排水孔(11)與該第二排水細槽(24)相通。

5.如權利要求1所述的微納傳感器，其特征在于，所述檢測電極(10)的每個檢測微柱的納米金層外還電鍍鉍，形成納米鉍鍍層。

6.如權利要求1所述的微納傳感器，其特征在于，所述檢測對電極(9)呈開放圓環(huán)狀，其2個開放端分別設置鉑電極引線(27)至玻璃基片(1)邊緣。

7.如權利要求1所述的微納傳感器，其特征在于，所述Ag/AgCl參比電極(7)從底部至表面依次包括鉑基層、金屬銀層、以及金屬銀層采用鹽酸處理后形成的Ag/AgCl層。