特定离子检测传感器及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种特定离子检测传感器及其制备方法，传感器包括：控制单元，用于输出检测指令；测量单元，用于接收检测指令，并根据该检测指令，予以反馈待检测溶液中特定离子的数量；测量单元包括：特定离子选择电极，和对电极；对电极与特定离子选择电极的极性相反；其中，特定离子选择电极与对电极之间为用于装载待检测溶液的液流通道；特定离子选择电极与待检测溶液相接触的表面贴敷有特定离子选择性薄膜；特定离子选择性薄膜用于从待检测溶液中吸附特定离子并排斥与该特定离子极性相同的其他离子。本发明专利技术特定离子检测传感器结合固态电极直接测量液态物质中各种电解质的浓度，测量准确，迅速，可长时间反复使用。

Specific ion detection sensor and its preparation method

The invention provides a specific ion detection sensor and a preparation method thereof. The sensor includes: a control unit for outputting detection instructions; a measurement unit for receiving detection instructions and feeding back the number of specific ions in the solution to be detected according to the detection instructions; a measurement unit includes: a specific ion selective electrode, and a pair of electrodes; a pair of electrodes and a specific ion selective electricity. The polarity of the electrode is opposite; the specific ion-selective electrode and the opposite electrode are liquid flow channels for loading the solution to be detected; the surface of the specific ion-selective electrode contacting the solution to be detected is coated with a specific ion-selective film; and the specific ion-selective film is used to adsorb specific ions from the solution to be detected and repel other ions with the same polarity as the specific ion. The specific ion detection sensor of the invention can directly measure the concentration of various electrolytes in liquid substances with solid-state electrodes, and the measurement is accurate, rapid, and can be used repeatedly for a long time.

【技术实现步骤摘要】
特定离子检测传感器及其制备方法
本专利技术属于电化学传感器
，涉及一种传感器，特别是涉及一种特定离子检测传感器及其制备方法。
技术介绍
离子选择性电极(ISE)广泛用于测量各种生物和非生物流体中的离子浓度。待测饿离子在复杂性从饮用水(相对简单的溶液)中氟化物到血液(实质上更复杂的溶液)中的电解质不等的流体中。通常在生物溶液中，采用含有多种离子选择电极的传感器测量单一样品中的多种离子。通常，离子选择电极由离子选择膜、导电聚合物和触点构成。该内参比电极包含在离子选择电极组件内部，且通常有银/氯化银电极组成，改电极与含有固定浓度的氯化物和该膜对其具有选择性的离子的适合溶液接触。该离子选择电极必须与参比电极(即“外”或“外部”参比电极)联合使用，由此形成完整的电化学电池。该构成通常表示为外参比电极|测试溶液|膜|内参比电极，或者外参比电极|测试溶液|离子选择电极。测量的电位差(离子选择电极相对于外参比电极的电位)和溶液中给定离子的活度的对数成直线关系。该参比电极在电化学测量中普遍的条件下保持相对该溶液相对恒定的电位，并且进一步用于监控工作参比电极的电位。传统的离子选择性电极具有无法准确的测出溶液中各种离子的浓度，且需要反复标定，长时间在线测量等缺陷。因此，如何提供一种特定离子检测传感器及其制备方法，以解决现有技术无法准确的测出溶液中各种离子的浓度，且需要反复标定，长时间在线测量等缺陷，实已成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种特定离子检测传感器及其制备方法，用于解决现有技术无法准确的测出溶液中各种离子的数量，且需要反复标定，长时间在线测量的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术一方面提供一种特定离子检测传感器，所述特定离子检测传感器包括：控制单元，用于输出检测指令；测量单元，用于接收所述检测指令，并根据该检测指令，反馈待检测溶液中特定离子的数量；其中，所述测量单元包括：特定离子选择电极、以及对电极；所述对电极与所述特定离子选择电极的极性相反；所述特定离子选择电极与所述对电极之间具有用于装载所述待检测溶液的液流通道；所述特定离子选择电极与待检测溶液接触的表面贴敷有一特定离子选择性薄膜；所述特定离子选择性薄膜用于从所述待检测溶液中吸附所述特定离子并排斥与该特定离子极性相同的其他离子；吸附在所述特定离子选择电极上特定离子的数量作为所述待检测溶液中特定离子的数量。。于本专利技术的一实施例中，所述控制单元电性连接于设于所述测量单元中特定离子选择电极上的第一集电单元、以及设于所述测量单元中所述对电极上的第二集电单元，以形成所述控制单元与测量单元间的连接。于本专利技术的一实施例中，所述特定离子选择电极还包括：碳基材料层和导电基板；其中，所述特定离子选择性薄膜的另一面与所述碳基材料层的一面相贴合，及与所述碳基材料层的另一面与所述导电基板的一面相贴合。于本专利技术的一实施例中，所述碳基材料层为碳基浆料形成的炭面；所述碳基炭浆料包括碳基材料、导电炭黑、聚偏氟乙烯、和有机溶剂；所述特定离子选择性薄膜为电解质选择吸附原料形成的贴层。于本专利技术的一实施例中，所述电解质选择吸附原料包括特定离子载体、硼酸钠、硝基苯辛醚、聚氯乙烯、及四氢呋喃溶剂；其中，所述特定离子载体的极性与所述特定离子的极性相反。于本专利技术的一实施例中，所述特定离子选择电极还包括与所述特定离子选择性薄膜相贴合的导电基板。于本专利技术的一实施例中，所述特定离子选择性薄膜为用于吸附特定离子的混合原料形成的贴层；所述混合原料包括活性炭浆料和物质选择吸附原料。于本专利技术的一实施例中，所述碳基材料层包括碳基浆料；所述碳基浆料包括碳基材料、导电炭黑、聚偏氟乙烯、和有机溶剂；所述碳基材料包括活性炭、碳纳米管或石墨烯；所述物质选择吸附原料包括特定离子载体、硼酸钠、硝基苯辛醚、聚氯乙烯、及四氢呋喃溶剂。于本专利技术的一实施例中，在所述特定离子选择电极内部按照预定比例设置吸附孔，所述吸附孔的类型包括微孔、中孔及大孔；其中，所述微孔的的直径小于20nm；所述中孔的直径大于等于20nm，小于等于50nm；所述大孔的直径大于50nm。本专利技术另一方面提供一种特定离子检测传感器的制备方法，所述特定离子检测传感器包括特定离子选择电极，及与特定离子选择电极极性相反的对电极；所述特定离子检测传感器的制备方法包括：制备吸附原料；所述吸附原料包括用于吸附特定离子，且与所述特定离子极性相反的电解质载体；将所述吸附原料涂覆在导电基板上，以形成特定离子选择电极。于本专利技术的一实施例中，所述制备吸附原料的步骤包括：制备碳基材料层；所述碳基材料层包括碳基材料浆料；所述碳基材料浆料包括碳基材料、导电炭黑、聚偏氟乙烯、和有机溶剂；制备电解质选择吸附原料；所述电解质选择吸附原料包括特定离子载体、硼酸钠、硝基苯辛醚、聚氯乙烯、及四氢呋喃溶剂；所述将所述吸附原料涂覆在导电基板上，以形成特定离子选择电极的步骤包括：将已制备的所述碳基材料层涂覆在导电基板上，将所述电解质选择吸附原料形成特定离子选择性薄膜，将特定离子选择性薄膜涂覆在所述碳基材料层上，导电基板、碳基材料层、特定离子选择性薄膜形成特定离子选择电极；其中，所述制备碳基材料层的步骤包括：将聚偏氟乙烯溶解于所述有机溶剂中，形成混合液；再将碳基材料和导电炭黑加入到所述混合液中，通过搅拌设备进行搅拌，以形成碳基浆料；将所述碳基浆料均匀涂覆在所述导电基板上，并进行烘干，形成所述碳基材料层；所述制备电解质选择吸附原料的步骤包括：将特定离子载体、硼酸钠、硝基苯辛醚、聚氯乙烯溶解于四氢呋喃溶剂中；或者所述制备吸附原料的步骤包括：制备混合有所述碳基浆料和所述电解质选择吸附原料的吸附原料；将混合的吸附原料形成特定离子选择性薄膜；所述将所述吸附原料涂覆在导电基板上，以形成特定离子选择电极的步骤包括：将混合的吸附原料形成的特定离子选择性薄膜涂覆在导电基板上，以形成特定离子选择电极。如上所述，本专利技术的特定离子检测传感器及其制备方法，具有以下有益效果：本专利技术所述特定离子检测传感器的制备方法制备的特定离子检测传感器结合固态电极直接测量液态物质中各种电解质的浓度，测量准确，迅速，可长时间反复使用，且具有工艺流程短，投资少，生产过程操作简单，生产成本低，使用效果好、寿命长等优点。附图说明图1A显示为本专利技术的特定离子检测传感器于一实施例中的原理结构示意图。图1B显示为本专利技术的特定离子选择电极的一种结构示意图。图1C显示为本专利技术的特定离子选择电极的另一种结构示意图。图2显示为本专利技术的特定离子选择电极的制备方法于一实施例中的流程示意图。元件标号说明1特定离子检测传感器11控制单元12第一集电单元13第二集电单元14测量单元141特定离子选择电极142对电极143液流通道141A导电基板141B活性炭面141C特定离子选择性薄膜141A’导电基板141B’特定离子选择性薄膜S21～S22步骤具体实施方式以下由特定的具体实施例说明本专利技术的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点及功效。请参阅图1至图2。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种特定离子检测传感器，其特征在于，所述特定离子检测传感器包括：控制单元，用于输出检测指令；测量单元，用于接收所述检测指令，并根据该检测指令，反馈待检测溶液中特定离子的数量；其中，所述测量单元包括：特定离子选择电极、以及对电极；所述对电极与所述特定离子选择电极的极性相反；所述特定离子选择电极与所述对电极之间具有用于装载所述待检测溶液的液流通道；所述特定离子选择电极与待检测溶液接触的表面贴敷有一特定离子选择性薄膜；所述特定离子选择性薄膜用于从所述待检测溶液中吸附所述特定离子并排斥与该特定离子极性相同的其他离子；吸附在所述特定离子选择电极上特定离子的数量作为所述待检测溶液中特定离子的数量。

【技术特征摘要】
1.一种特定离子检测传感器，其特征在于，所述特定离子检测传感器包括：控制单元，用于输出检测指令；测量单元，用于接收所述检测指令，并根据该检测指令，反馈待检测溶液中特定离子的数量；其中，所述测量单元包括：特定离子选择电极、以及对电极；所述对电极与所述特定离子选择电极的极性相反；所述特定离子选择电极与所述对电极之间具有用于装载所述待检测溶液的液流通道；所述特定离子选择电极与待检测溶液接触的表面贴敷有一特定离子选择性薄膜；所述特定离子选择性薄膜用于从所述待检测溶液中吸附所述特定离子并排斥与该特定离子极性相同的其他离子；吸附在所述特定离子选择电极上特定离子的数量作为所述待检测溶液中特定离子的数量。2.根据权利要求1所述的特定离子检测传感器，其特征在于，所述控制单元电性连接于设于所述测量单元中特定离子选择电极上的第一集电单元、以及设于所述测量单元中所述对电极上的第二集电单元，以形成所述控制单元与测量单元间的连接。3.根据权利要求1所述的特定离子检测传感器，其特征在于，所述特定离子选择电极还包括：碳基材料层和导电基板；其中，所述特定离子选择性薄膜的另一面与所述碳基材料层的一面相贴合，及与所述碳基材料层的另一面与所述导电基板的一面相贴合。4.根据权利要求3所述的特定离子检测传感器，其特征在于，所述碳基材料层为碳基浆料形成的炭面；所述碳基浆料包括碳基材料、导电炭黑、聚偏氟乙烯、和有机溶剂；所述特定离子选择性薄膜为电解质选择吸附原料形成的贴层。5.根据权利要求4所述的特定离子检测传感器，其特征在于，所述电解质选择吸附原料包括特定离子载体、硼酸钠、硝基苯辛醚、聚氯乙烯、及四氢呋喃溶剂；其中，所述特定离子载体的极性与所述特定离子的极性相反。6.根据权利要求1所述的特定离子检测传感器，其特征在于，所述特定离子选择电极还包括与所述特定离子选择性薄膜相贴合的导电基板。7.根据权利要求6所述的特定离子检测传感器，其特征在于，所述特定离子选择性薄膜为用于吸附特定离子的混合原料形成的贴层；所述混合原料包括活性炭浆料和物质选择吸附原料。8.根据权利要求7所述的特定离子检测传感器，其特征在于，所述碳基材料层包括碳基浆料；所述碳基浆料包括碳基材料、导电炭黑、聚偏氟乙烯、和有机溶剂；所述碳基材料包...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：上海观流智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31