[实用新型]便携式重金属铬传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种可快速检测水中重金属含量的一次性便携式传感器，用于检测重金属六价铬，属于分析仪器技术领域。 

背景技术

铬在环境中以六价、三价或二价存在，其中六价铬是重要的环境污染物，可引起肝、肾病变，由于其氧化性和对皮肤的高渗透性，能使皮肤溃疡，对呼吸道、消化道有刺激、致癌、诱变作用，被认为是致癌物质。饮用水中铬含量在0.1mg/L以上时，就会使人呕吐，侵害肠道和肾脏；此外，六价铬能杀死水体中浮游动植物，并对水的自净过程产生不良影响。其污染源主要来自铬矿开采加工、电镀、制革、纺织和造纸等工业。我国早期颁布的《工业“三废”排放标准》(GBJ4-73)指出，六价铬是5种对人体损害较大的第一类有害物质之一，因此要求对环境中六价铬污染进行严格监控。因此，需要一种操作方法简单，成本低，快速、便于携带的六价铬的检测仪器。目前测定废水中六价铬含量的主要方法有原子吸收光谱法，等离子质谱法，荧光法，分光光度法，化学发光法，然而上述方法样品处理复杂，耗时，同时不能够在污染源现场对废水中的六价铬实时测定。 

发明内容：

本实用新型所要解决的技术问题是：解决上述现有技术存在的问题，为有色冶金、电子、电镀、机械等行业的废水排放在线监测提供一种快速、单人份操作、便于携带、低成本及操作简单、一次性使用的便携式重金属铬传感器。达到控制污水排放量并杜绝污染事故发生的目的，也可用于河流断面等地表水自动检测，确保水环境生态安全。 

本实用新型采用的技术方案是：这种便携式重金属铬传感器，在聚酯薄膜基片上丝网印刷三个电极：一个是功能化石墨工作电极，一个是碳辅助电极，一个是银和氯化银参比电极；并在聚酯薄膜基片上丝网印刷上述三个电极的碳引出线。 

上述技术方案中，在三个电极的碳引出线的前部分及三个电极以外的基片上，还覆盖有绝缘浆印制的绝缘层。 

上述技术方案中，所述的功能化石墨工作电极为功能化石墨粉、碳粉和油墨制成的浆料印刷到聚酯薄膜上烘干而成。 

上述技术方案中，所述的功能化石墨粉为石墨采用了预氧化处理，增加石墨表面的含氧功能团，使得六价在电极表面的富集吸附能力增强，提高了传感器的灵敏度。 

本实用新型用于检测重金属六价铬含量的方法为：将本实用新型的传感器与电化学工作站相连接，在0.1MH₂SO₄溶液中加入待测样本，将本实用新型的传感器丝网印刷电极下端浸入溶液中，采用线性扫描伏安分析法，根据获得的还原峰电流与六价铬浓度之间的线性关系，测定重金属六价铬离子的浓度。 

丝网印刷制备传感器电极技术不仅为重金属离子的电化学传感提供了工业化生产的可能性，而且制作简单、价格低廉、便于携带、易于微型化和集成化。丝网印刷基本原理是：利用丝网印版图文部分网孔透油墨，非图文部分网孔不透墨的基本原理进行印刷。印刷时在丝网印版一端上倒入油墨，用刮板在丝网印版上的油墨部位施加一定压力，同时朝丝网印版另一端移动。油墨在移动中被刮板从图文部分的网孔中挤压到承印物上。由于油墨的粘性作用而使印迹固着在一定范围之内，印刷过程中刮板始终与丝网印版和承印物呈线接触，接触线随刮板移动而移动，印刷时通过刮板的挤压，使油墨通过图文部分的网孔转移到承印物上，形成与原稿一样的图文。 

电化学传感器的实际应用中，因为实样的复杂性及现有的金属电极易汞齐化，导致传感器的测量结果灵敏度较低。本实用新型采用了丝网印刷技术及石墨的功能氧化处理技术，一次性传感器应用使得六价铬离子检测避免传统的汞电极，仪器的便携性大大增强，可在户外进行现场检测，并实现了废水中六价铬快速检测，检测时机灵活性大大增强。 

本实用新型与现有技术相比，具有丝网印刷电极制备简单，加工方便，成本低的特点，同时避免了汞膜电极的引入，无污染，用该丝网印刷电极制成的传感器检测方法简单，且灵敏度高、重现性好。 

附图说明

图1是本实用新型结构示意图。 

标号说明：1.聚酯薄膜，2.碳电极引线，3.工作电极，4.辅助电极，5.参比电极，6.碳电极引线端部。 

图2是本实用新型搭配对实样检测的电化学分析仪结果图。 

图3是图2电化学分析仪结果的线性图。 

具体实施方式

下面结合附图和实例对本实用新型作进一步描述： 

实施例1：本实用新型产品结构。