[实用新型]一种新型硝酸盐检测传感器探头

说明书

本实用新型涉及一种新型硝酸盐检测传感器探头。该探头包括检测端和提拉端，所述的检测端基于SPR光纤传感器，所述SPR光纤传感器包括纤芯，纤芯外表面镀有贵金属膜，贵金属膜上附着有碳纳米管^/Cu纳米粒子层作为传感层；所述的探头的另一端为带有包层的光纤作为提拉端。本实用新型SPR传感器灵敏度高，硝酸盐浓度为10^‑6mol/L时，传感器的灵敏度可以达到9.81×10^‑6nm/mol；反应速度快，5秒内就能形成稳定反射光谱；金膜更不容易氧化，也不容易受到碱性物质的侵蚀，工艺简单，稳定性好。

技术领域

本实用新型涉及硝酸盐检测技术，具体涉及利用光纤基于表面等离子共振(SPR)原理的一种新型硝酸盐检测传感器探头。

背景技术

近年来，随着我国海洋资源的不断开发与利用，海洋相关产业得到迅速发展。与此同时，海洋的环境系统正在面临各个方面的威胁，导致海洋生态的不断恶化甚至失衡。海水中营养盐是海水水质在线监测的重要指标。其中，硝酸盐是各水域营养盐检测中必不可少的一项。环境水体系中(亚)硝酸盐含量过高，会导致植物密集增长，动物因缺氧而死亡(此现象被称为富营养化)。一般而言，水体中氮的含量超过0.2～0.33ppm，即可认定为富营养化。水中超过阈值的硝酸盐，对植物群落和动物群落都可能造成伤害。对各地水域硝酸盐含量的检测，对于预防和减轻海洋灾害、缓解海洋经济发展与环境之间的矛盾，对水文地理、地球化学和海洋生物学的研究有重要意义。

目前，营养盐的检测方法主要有溶剂提取法，化学发光法，分光光度法等。溶剂提取法有提取时间长，提取率低的缺点；化学发光法仪器体积较大，难于实现原位检测；分光光度法结构比较复杂，降低了仪器的可靠性。

近三十多年来，国内外将表面等离子共振(SPR)技术应用于各种各样的检测情形，通过对棱镜或光纤表面的金属膜外(常用的金属膜包括金、银)修饰一层敏感层，使其可以对一些待测物质具有特异性检测的能力。最常见的就是基于SPR的生物传感器，常用于生物分子探测与检测分析。但是利用spr技术应用于检测小分子物质的技术还很少。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有的硝酸盐检测技术的不足，提供一种检测简单、环保、灵敏可靠的利用光纤基于表面等离子共振(SPR)原理的一种新型硝酸盐检测传感器探头。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种新型硝酸盐检测传感器探头，包括检测端和提拉端，所述的检测端基于SPR光纤传感器，所述SPR光纤传感器包括纤芯3，纤芯3外表面镀有贵金属膜2，贵金属膜2上附着有碳纳米管/^Cu纳米粒子层作为传感层1；所述的探头的另一端为带有包层的光纤作为提拉端。

进一步地，所述的SPR光纤传感器采用HPCF光纤。

进一步地，所述贵金属膜2为金膜。

进一步地，所述贵金属膜2的厚度为30～60nm。

进一步地，所述纤芯3的直径为600μm。

上述一种新型硝酸盐检测传感器探头的制备方法，其特征在于，步骤如下：

(1)探头光纤处理

采用纤芯直径600μm的HPCF光纤，去除HPCF光纤一端2～10cm的外包层，然后用丙酮浸泡去掉ETFE材料的内包层，保留纤芯；

(2)镀金膜

使用离子溅射仪对光纤纤芯表面进行镀金膜处理，获得厚度为30～60nm的金膜；

(3)附着传感层