内置折流式电极的电极室和生物电化学传感器制造技术

本实用新型专利技术涉及内置折流式电极的电极室和生物电化学传感器。所述电极室包括：壳体，包围形成腔室；进样口和出样口，设置在所述壳体上；电极装置，设置在所述腔室内，其中，所述电极装置上设置有至少一个折流槽结构，并且，所述折流槽结构的一端与所述进样口连接，所述折流槽结构的另一端与所述出样口连接。本实用新型专利技术提出的电极室，在电极装置上设置有折流槽结构，以该电极室作为阳极室的生物电化学传感器，在用于检测水质生物毒性时，阳极室中的折流槽结构能够有效增加水样与阳极电极的接触面积以及水流剪切力，进而显著提高传感器的灵敏度，同时，折流槽结构有利于水样中气泡和脱落生物膜的排出，大大提高了该传感器长期运行的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
内置折流式电极的电极室和生物电化学传感器
本技术涉及传感器
，具体涉及一种内置折流式电极的电极室和含有该电极室的用于检测水质生物毒性的生物电化学传感器。
技术介绍
随着我国工农业的迅速发展，每年产生大量的工业废水、生活废水和农业废水，这些废水如果未经处理直接排入水体，将造成严重的水环境污染。为了保障水环境和饮水安全，需要检测水体的水质变化，对突发的水体污染进行预警。传统的理化检测方法，由于技术和成本的限制，只能检测部分污染物。并且，无法反映多种污染物的联合毒性。水质生物毒性检测利用活体生物直接接触污染物，以生物的响应来反映水质的毒性水平，作为传统理化检测方法的补充，不仅能够检测更多种类的污染物，还能够检测多种污染物共存时的综合毒性。近年来兴起的生物电化学传感器是一种利用产电微生物提取有机物中的化学能为电能的装置，在水质生物毒性检测方面引起了广泛的关注。当无毒有机物流入时，微生物的活性提高，产电增加。当重金属或有毒有机物流入时，微生物的活性降低，产电降低。生物电化学传感器可用于检测BOD、重金属和毒性有机物，具有响应快、抗干扰能力强，且无需专业人员管理、培养和更换，运行和维护成本低的优点。目前，关于生物电化学传感器的研究现状中，具有如下缺陷：对污染物毒性检测的灵敏度较低，在实际应用中难以起到预警的作用；在实际检测过程中，水样带入的气泡无法穿过过滤型或颗粒式阳极，易积累于阳极室，导致系统不稳定；运行时间较长时，脱落的生物膜易堵塞过滤型或颗粒式阳极电极，导致传感器无法继续运行。
技术实现思路
鉴于现有技术中存在的问题，本申请提出了一种新型的内置折流式电极的电极室以及包括该电极室作为阳极室的生物电化学传感器，该生物电化学传感器能够用于检测水质的生物毒性，折流式电极通过增加水样与电极的接触面积和水流剪切力，可显著提高传感器的灵敏度，又利于气泡和脱落生物膜的排出，大大提高了传感器长期运行的稳定性。一方面，本申请提供了一种内置折流式电极的电极室，包括：壳体，包围形成腔室；进样口和出样口，设置在所述壳体上；电极装置，设置在所述腔室内，其中，所述电极装置上设置有至少一个折流槽结构，并且，所述折流槽结构的一端与所述进样口连接，所述折流槽结构的另一端与所述出样口连接。作为本申请可选的实施方式，所述电极装置为碳毡电极。另一方面，本申请还提供了一种用于检测水质生物毒性的生物电化学传感器，包括阳极室和阴极室，所述阳极室和所述阴极室之间设置有隔膜，所述阳极室为上述的内置折流式电极的电极室。作为本申请可选的实施方式，所述阳极室中的阳极电极为碳毡电极。进一步地，所述阴极室中的阴极电极为碳电极或金属电极。作为本申请可选的实施方式，所述阳极电极和所述阴极电极通过金属丝串联连接。进一步地，所述金属丝为铂金丝、钛丝或不锈钢丝。作为本申请可选的实施方式，所述隔膜为阳离子交换膜、阴离子交换膜或双极膜。作为本申请可选的实施方式，所述阳极室的侧面底部设置有第一进水口，所述阳极室顶部设置有第一出水口。作为本申请可选的实施方式，所述阴极室的侧面底部设置有第二进水口，所述阴极室顶部设置有第二出水口。本申请提出了一种新型的内置折流式电极的电极室，在电极装置上设置有折流槽结构，以该电极室作为阳极室的生物电化学传感器，在用于检测水质的生物毒性时，阳极室中的折流槽结构能够有效增加水样与阳极电极的接触面积以及水流剪切力，显著提高传感器的灵敏度，同时，折流槽结构的设置有利于水样中气泡和脱落生物膜的排出，大大提高了该传感器长期运行的稳定性。附图说明图1为本申请实施例提供的生物电化学传感器的结构示意图。图2为本申请实施例中在阳极产电微生物驯化过程中输出电压的变化示意图。图3为本申请实施例的生物电化学传感器对于含有0.3mg/LCu水样毒性的响应图。图4为本申请实施例的生物电化学传感器对于含有0.3mg/LAs水样毒性的响应图。图5为本申请实施例的生物电化学传感器输出电压在连续运行七天内随时间的变化示意图。具体实施方式以下结合附图和实施例，对本技术的具体实施方式进行更加详细的说明，以便能够更好地理解本技术的方案以及其各个方面的优点。然而，以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本技术的限制。本申请中所述的“连接”，除非另有明确的规定或限定，应作广义理解，可以是直接相连，也可以是通过中间媒介相连。在本申请的描述中，需要理解的是，“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶端”、“底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。本申请首先提出了一种内置折流式电极的电极室，该电极室包括：壳体，壳体包围形成腔室；进样口和出样口，均设置在所述壳体上；电极装置，设置在所述腔室内。其中，在电极装置上设置有至少一个折流槽结构。并且，折流槽结构的一端与进样口连接，折流槽结构的另一端与出样口连接。可选的，本申请中，并不限制折流槽结构的长度以及折流槽结构的数量。在本申请的不同实施方式中，根据实际需求，能够在电极装置的一面或多面均设置折流槽结构。进一步地，折流槽结构与电极室侧面内壁的夹角可为0-180°之间的任意角。作为本申请可选的实施方式，电极室中的电极装置选用碳毡电极。碳毡电极填充于电极室中。在碳毡电极的一面或多面上设置折流槽结构。本申请同时提供了一种用于检测水质生物毒性的生物电化学传感器。本申请的生物电化学传感器为双室型，包括阳极室和阴极室，在阳极室和阴极室之间设置有隔膜。其中，本申请的生物电化学传感器的阳极室为上述的内置折流式电极的电极室。作为本申请可选的实施方式，阳极室中的阳极电极为碳毡电极。并且，本申请中并不限制阴极室中阴极电极的类型，根据不同的实际需求，本申请阴极室中的阴极电极选用碳电极或金属电极。在本申请的不同实施方式中，该生物电化学传感器的阴极室也设置为上述的内置折流式电极的电极室。在该种实施方式中，阴极室中的阴极电极为碳毡电极。阳极电极和阴极电极能够通过金属丝串联连接。并且，采用导线将与阴阳极串联的金属丝连接起来，形成闭合回路。在闭合回路中接入1-100000Ω的电阻用于采集传感器的产电变化。作为本申请可选的实施方式，阳极电极和阴极电极通过铂金丝、钛丝或不锈钢丝串联连接。进一步地，阳极室和阴极室之间的隔膜选用阳离子交换膜、阴离子交换膜或双极膜。本申请的生物电化学传感器中，阳极室的侧面底部设置有第一进水口，阳极室顶部设置有第一出水口。进一步地，阳极室中设置的折流槽结构底部的一端与第一进水口连接，折流槽结构顶部的一端与第一出水口连接。通过在阳极室中设置折流槽结本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种内置折流式电极的电极室，其特征在于，包括：/n壳体，包围形成腔室；/n进样口和出样口，设置在所述壳体上；/n电极装置，设置在所述腔室内，/n其中，所述电极装置上设置有至少一个折流槽结构，并且，所述折流槽结构的一端与所述进样口连接，所述折流槽结构的另一端与所述出样口连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种内置折流式电极的电极室，其特征在于，包括：
壳体，包围形成腔室；
进样口和出样口，设置在所述壳体上；
电极装置，设置在所述腔室内，
其中，所述电极装置上设置有至少一个折流槽结构，并且，所述折流槽结构的一端与所述进样口连接，所述折流槽结构的另一端与所述出样口连接。


2.根据权利要求1所述的内置折流式电极的电极室，其特征在于，所述电极装置为碳毡电极。


3.一种用于检测水质生物毒性的生物电化学传感器，其特征在于，包括阳极室和阴极室，所述阳极室和所述阴极室之间设置有隔膜，所述阳极室为权利要求1或2所述的内置折流式电极的电极室。


4.根据权利要求3所述的用于检测水质生物毒性的生物电化学传感器，其特征在于，所述阳极室中的阳极电极为碳毡电极。


5.根据权利要求4所述的用于检测水质生物毒性的生物电化学传感器，...

【专利技术属性】
技术研发人员：敖小强，王强，易雯，周倩，
申请(专利权)人：北京雪迪龙科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11