本实用新型专利技术提供了一种基于纳米通道的电化学传感器，包括电解池槽体、工作电极和对电极，所述电解池槽体包括进样池、膜电极、与所述进样池可拆卸连接的检测池，所述进样池与所述检测池通过所述膜电极连通，所述膜电极包括沸石咪唑骨架/多孔阳极氧化铝膜层，所述工作电极置于所述进样池中，所述对电极置于所述检测池中，且所述工作电极、所述对电极均与电化学工作站电连。本实用新型专利技术提供的基于纳米通道的电化学传感器，通过将电解池槽体设置为可拆卸结构，当膜电极出现污染或损坏情况时，可以快速拆卸和更换，结构简单、操作方便。
Electrochemical sensor based on nano channel
【技术实现步骤摘要】
一种基于纳米通道的电化学传感器
本技术涉及电化学检测领域，具体涉及一种基于纳米通道的电化学传感器。
技术介绍
随着国民经济增长，伴随生态环境受到严重破坏的情况越来越引发政府部门的高度重视。特别是重金属污染仍然是一个全球性问题，对居民公共健康危害日益显现。其中铅是一种具有蓄积性和多亲和性的重金属元素，对生命体特别是儿童造成的危害极大。体内过量铅蓄积可造成人体免疫系统、血液系统、神经系统以及生殖系统严重损伤，甚至具有致癌性。世界卫生组织(WHO)建议将在饮用水中Pb2+浓度的安全水平为48nM。Pb2+的检测方法有很多，传统常规的检测方法有：分光光度法、原子发射光谱法、原子吸收光谱法以及原子荧光光谱法等；这些方法通常需要大而复杂的仪器，且价格昂贵和操作程序复杂。目前，也有很多使用电化学传感器来检测Pb2+浓度，然而灵敏度高、检测限低的电化学传感器的制备和检测过程仍然很复杂，且电化学传感器通常为一整体结构，拆装检修不方便。因此，开发一种结构简单，拆装方便的电化学传感器来检测Pb2+是非常重要的。鉴于上述缺陷，本技术创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本技术。
技术实现思路
有鉴于此，本技术旨在提出一种基于纳米通道的电化学传感器，以解决现有的用于Pb2+检测的电化学传感器结构复杂，拆装检修不便的问题。为达到上述目的，本技术的技术方案是这样实现的：一种基于纳米通道的电化学传感器，包括电解池槽体、工作电极和对电极，所述电解池槽体包括进样池、膜电极、与所述进样池可拆卸连接的检测池，所述进样池与所述检测池通过所述膜电极连通，所述膜电极包括沸石咪唑骨架/多孔阳极氧化铝膜层，所述工作电极置于所述进样池中，所述对电极置于所述检测池中，且所述工作电极、所述对电极均与电化学工作站电连。进一步地，所述膜电极包括过塑膜层，所述沸石咪唑骨架/多孔阳极氧化铝膜层夹贴在两个所述过塑膜层中间，所述过塑膜层上设有第一连接孔，所述进样池内的电解液通过所述第一连接孔处对应的所述沸石咪唑骨架/多孔阳极氧化铝膜层与所述检测池内的电解液进行离子交换。进一步地，所述膜电极还包括垫片层，所述垫片层位于所述过塑膜层背离所述沸石咪唑骨架/多孔阳极氧化铝膜层的一侧，且所述垫片层上设置有与所述第一连接孔相适配的第二连接孔。进一步地，所述进样池侧壁上设置有第一孔道，所述检测池侧壁上设置有与所述第一孔道对应的第二孔道，所述第一孔道与所述第二孔道通过所述膜电极连通。进一步地，所述电化学传感器还包括紧固机构，所述紧固机构用于使所述进样池与所述检测池紧固连接或解锁。进一步地，所述紧固机构包括中空的框体和驱动部，所述驱动部与所述框体可活动连接，所述电解池槽体置于所述框体内，所述驱动部一端能够与所述进样池远离所述膜电极的一侧或所述检测池远离所述膜电极的一侧抵接，以使所述进样池、所述膜电极和所述检测池之间紧密贴合。进一步地，所述第一孔道、所述第二孔道的直径均大于所述第一连接孔的直径。进一步地，所述第一连接孔与所述第二连接孔的直径范围均为2mm-10mm。进一步地，所述第一孔道与所述第二孔道的直径范围均为3mm-13mm。进一步地，所述过塑膜层的材料包括PET、TPU、PU或PTFE中的一种；所述垫片层的材料包括PDMS、硅胶、尼龙、橡胶、PA66或塑料中的一种。相对于现有技术，本技术所述的一种基于纳米通道的电化学传感器具有以下优势：(1)本技术提供的基于纳米通道的电化学传感器，通过将电解池槽体设置为可拆卸结构，当膜电极出现污染或损坏情况时，可以快速拆卸和更换，结构简单、操作方便。(2)本实施例提供的基于纳米通道的电化学传感器，通过设置紧固机构，实现进样池与检测池之间的锁定，无论使用哪种厚度的膜电极，电解池槽体在膜电极处都不会出现漏液现象，提高了基于纳米通道的电化学传感器的灵敏度和通用性。附图说明构成本技术的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：图1为本技术所述的电化学传感器的结构示意图之一；图2为本技术所述的电化学传感器的结构示意图之二和膜电极结构放大图；图3为本技术所述的电化学传感器的结构示意图之三。附图标记说明：1-电解池槽体，11-进样池，111-第一孔道，12-膜电极，121-ZIF-8/PAA膜层，122-过塑膜层，123-垫片层，124-第一连接孔，125-第二连接孔，13-检测池，131-第二孔道，2-紧固机构，21-框体，22-驱动部，221-抵接板，222-推动杆，223-把手，23-底座，3-工作电极，4-对电极。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。实施例1结合图1所示，本实施例提供了一种基于纳米通道的电化学传感器，包括电解池槽体1、工作电极3和对电极4，电解池槽体1包括进样池11、膜电极12、与进样池11可拆卸连接的检测池13，进样池11与检测池13通过膜电极12连通，膜电极12包括沸石咪唑骨架/多孔阳极氧化铝膜层(ZIF-8/PAA膜层)，工作电极3置于进样池11中，对电极4置于检测池13中，且工作电极3和对电极4均与电化学工作站电连。具体的，进样池11与检测池13均设置有容纳电解液的容纳腔，本技术提供的基于纳米通道的电化学传感器工作时，向电解池槽体1内加入电解液，使用CHI660E电化学工作站连接工作电极3和对电极4，通过电化学工作站电化学循环伏安法测定光电流强度，再将光电流数据换算为浓度数据。由于自制的电化学传感器品质通常不高，容易出现膜电极12或电解液被污染的情况，这样会导致电化学传感器的信号下降，灵敏度变差，同时，电化学传感器一旦被组装好，即使没有用于测量，其膜电极12上的有效成分也会被消耗。因此，本实施例将进样池11和检测池13设置为可拆卸连接结构，当需要检测时，将膜电极12组装在进样池11和检测池13中间并固定好，形成电化学传感器的电解池槽体1，然后再对待测样品进行检测。这样设置可以减少电化学传感器有效成分的自我损耗，且当膜电极12出现被污染或损坏情况时，只需要将进样池11与检测池13解锁，更换其中的膜电极12即可。其中，进样池11与检测池13的材料为聚四氟乙烯、玻璃或石英。优选的，本实施例采用聚四氟乙烯，聚四氟乙烯具有优良的化学稳定性、耐腐蚀性封性、高润滑不粘性以及电绝缘性。使用的工作电极3和对电极4分别可以为Ag/AgCl电极(氯化银电极)、Au(金)电极、玻碳电极或Pt(铂)电极，可以根据实际操作情况选择，在本实施例中，由于Ag/AgCl电极可以最大程度防止极化，优选的，工作电极3为Ag/AgCl电极、对电极4为Ag/AgCl电极。本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于纳米通道的电化学传感器，其特征在于，包括电解池槽体(1)、工作电极(3)、对电极(4)，所述电解池槽体(1)包括进样池(11)、膜电极(12)、与所述进样池(11)可拆卸连接的检测池(13)，所述进样池(11)与所述检测池(13)通过所述膜电极(12)连通，所述膜电极(12)包括沸石咪唑骨架/多孔阳极氧化铝膜层(121)，所述工作电极(3)置于所述进样池(11)中，所述对电极(4)置于所述检测池(13)中，且所述工作电极(3)、所述对电极(4)均与电化学工作站电连。/n
【技术特征摘要】
1.一种基于纳米通道的电化学传感器，其特征在于，包括电解池槽体(1)、工作电极(3)、对电极(4)，所述电解池槽体(1)包括进样池(11)、膜电极(12)、与所述进样池(11)可拆卸连接的检测池(13)，所述进样池(11)与所述检测池(13)通过所述膜电极(12)连通，所述膜电极(12)包括沸石咪唑骨架/多孔阳极氧化铝膜层(121)，所述工作电极(3)置于所述进样池(11)中，所述对电极(4)置于所述检测池(13)中，且所述工作电极(3)、所述对电极(4)均与电化学工作站电连。
2.根据权利要求1所述的基于纳米通道的电化学传感器，其特征在于，所述膜电极(12)还包括过塑膜层(122)，所述沸石咪唑骨架/多孔阳极氧化铝膜层(121)夹贴在两个所述过塑膜层(122)中间，所述过塑膜层(122)上设有第一连接孔(124)，所述进样池(11)内的电解液通过所述第一连接孔(124)处对应的所述沸石咪唑骨架/多孔阳极氧化铝膜层(121)与所述检测池(13)内的电解液进行离子交换。
3.根据权利要求2所述的基于纳米通道的电化学传感器，其特征在于，所述膜电极(12)还包括垫片层(123)，所述垫片层(123)位于所述过塑膜层(122)背离所述沸石咪唑骨架/多孔阳极氧化铝膜层(121)的一侧，且所述垫片层(123)上设置有与所述第一连接孔(124)相适配的第二连接孔(125)。
4.根据权利要求2所述的基于纳米通道的电化学传感器，其特征在于，所述进样池(11)侧壁上设置有第一孔道(111)，所述检测池(13)侧壁上设置有与所述第一孔道(111)对应的第二孔道(131)，所述第一孔道(11...
【专利技术属性】
技术研发人员：李承勇，莫日坚，杜鹃，周春霞，洪鹏志，孙省利，王喆，王奕，
申请(专利权)人：广东海洋大学，广东海洋大学深圳研究院，
类型：新型
国别省市：广东;44
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