一种基于磁性颗粒的电化学传感器设计制造技术

本发明专利技术涉及电化学检测技术领域，公开了一种基于磁性颗粒的电化学传感器设计，包括下电极壳以及与下电极壳相匹配的上电极壳，所述上电极壳内部的下端嵌入设置有永磁体，所述上电极壳的内部位于永磁体的上端设置有放置腔，并在放置腔内填充有改性磁性颗粒，所述下电极壳的内部设置有金属隔膜

【技术实现步骤摘要】
一种基于磁性颗粒的电化学传感器设计


[0001]本专利技术涉及电化学检测
，具体是一种基于磁性颗粒的电化学传感器设计
。

技术介绍

[0002]电化学传感器在水中污染物检测上展现了许多优势；与其他检测手段相比，其响应速度更快，能实时或近乎实时地进行监测；且多数电化学传感器设计得小巧
、
便于携带，特别适合现场检测；此外，这些电化学传感器也可以轻松地与其他电子设备集成，进而使数据的传输
、
存储和分析更为高效
。
[0003]在电化学检测中，活性电极主要分为金属电极
、
碳电极
、
半导体电极和修饰电极，其中，金属电极如金电极
、
铂电极等；碳电极如玻璃碳电极
、
碳纸电极和碳纤维电极等，由于碳材料的化学稳定性和广泛的电位窗口而受到青睐；半导体电极如
TiO2、ZnO
等，其主要应用于某些特定的电化学场景；修饰电极是在上述各类电极基础上修饰一层特定材料或分子，以提高电极对特定分析物的响应性能，所用的修饰材料可以是纳米材料
、
有机分子和酶等
。
[0004]然而传统的修饰电极稳定性不高，一些修饰电极材料可能在长时间使用或复杂的环境中变得不稳定，从而导致传感器性能下降；在使用过程中，修饰材料可能会脱落或损坏，影响传感器的检测效果；且制备工艺复杂，一些高性能的修饰电极需要复杂的制备步骤，这可能增加了制造成本和时间；同时再生难度过高，一些修饰电极难以再生，当传感器表面被污染物覆盖后，可能需要复杂的清洗或重新制备
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种基于磁性颗粒的电化学传感器设计，以解决上述
技术介绍
中提出的问题
。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于磁性颗粒的电化学传感器设计，包括下电极壳以及与下电极壳相匹配的上电极壳，所述上电极壳为圆筒状结构，并在上电极壳内部的下端嵌入设置有永磁体，所述上电极壳的内部位于永磁体的上端设置有放置腔，并在放置腔内填充有改性磁性颗粒，所述下电极壳也为圆筒状结构，并在下电极壳的内部设置有金属隔膜，所述金属隔膜用于将下电极壳分隔成上下两个空腔结构
。
[0007]作为本专利技术再进一步的方案：所述永磁体为钕铁硼磁铁
。
[0008]作为本专利技术再进一步的方案：所述改性磁性颗粒为改性
Fe3O4磁性颗粒
、
改性磁性纳米合金颗粒
、
改性
NiFe2O4磁性颗粒以及改性
CoFe2O4磁性颗粒中的一种，且改性磁性颗粒为纳米级的磁性颗粒
。
[0009]作为本专利技术再进一步的方案：所述上电极壳的底端的外侧设置有相连通的外螺纹套，所述下电极壳的内侧壁位于金属隔膜的上端设置有内螺纹套，所述下电极壳和上电极
壳通过内螺纹套和外螺纹套相连接，所述内螺纹套和外螺纹套均由导电金属材质制成
。
[0010]作为本专利技术再进一步的方案：所述下电极壳和上电极壳采用套筒连接
、
夹紧连接以及键连接中的一种
。
[0011]作为本专利技术再进一步的方案：所述下电极壳和上电极壳均由不导电的材料制备而成
。
[0012]作为本专利技术再进一步的方案：所述下电极壳和上电极壳均由聚四氟乙烯
、
聚碳酸酯
、
聚偏氟乙烯以及聚醚醚酮中的一种制备而成
。
[0013]与现有技术相比，本专利技术的有益效果：本专利技术通过内螺纹套和外螺纹套连接下电极壳和上电极壳，且在下电极壳和上电极壳内分别设置金属隔膜和永磁体，并在上电极壳的放置槽内填充改性磁性颗粒，将改性磁性颗粒均匀而紧凑地铺展永磁体上，改性磁性颗粒可以更换和回收，操作简单，成本低，便于清洗，避免了传统的修饰电极在长时间的使用过程中修饰层脱落，从而导致传感器性能下降的问题
。
附图说明
[0014]图1为一种基于磁性颗粒的电化学传感器设计的分解结构示意图；图2为一种基于磁性颗粒的电化学传感器设计的组装示意图
。
[0015]图中：
1、
下电极壳；
2、
上电极壳；
3、
金属隔膜；
4、
内螺纹套；
5、
永磁体；
6、
改性磁性颗粒；
7、
外螺纹套
。
具体实施方式
[0016]请参阅图1～2，本专利技术实施例中，一种基于磁性颗粒的电化学传感器设计，包括下电极壳1以及与下电极壳1相匹配的上电极壳2，上电极壳2为圆筒状结构，并在上电极壳2内部的下端嵌入设置有永磁体5，上电极壳2的内部位于永磁体5的上端设置有放置腔，并在放置腔内填充有改性磁性颗粒6，下电极壳1也为圆筒状结构，并在下电极壳1的内部设置有金属隔膜3，金属隔膜3用于将下电极壳1分隔成上下两个空腔结构
。
[0017]优先的，永磁体5为钕铁硼磁铁
。
[0018]优先的，改性磁性颗粒6为改性
Fe3O4磁性颗粒
、
改性磁性纳米合金颗粒
、
改性
NiFe2O4磁性颗粒以及改性
CoFe2O4磁性颗粒中的一种，且改性磁性颗粒6为纳米级的磁性颗粒
。
[0019]优先的，上电极壳2的底端的外侧设置有相连通的外螺纹套7，下电极壳1的内侧壁位于金属隔膜3的上端设置有内螺纹套4，下电极壳1和上电极壳2通过内螺纹套4和外螺纹套7相连接，内螺纹套4和外螺纹套7均由导电金属材质制成，从而通过内螺纹套4和外螺纹套7传导电流；下电极壳1和上电极壳2也采用套筒连接
、
夹紧连接
、
键连接或其它快速连接器连接，并采用相应的部分传导电流，也可以通过导线将起传感作用的金属隔膜3与永磁体5连接起来，实现传导电流
。
[0020]优先的，下电极壳1和上电极壳2均由不导电的材料制备而成，优先的，下电极壳1和上电极壳2均由聚四氟乙烯
、
聚碳酸酯
、
聚偏氟乙烯以及聚醚醚酮中的一种制备而成，从而保证在电极处于工作状态时，只有上电极壳2中填充有改性磁性颗粒6的部分与溶液间有
直接的电子转移
。
[0021]一
、
改性
Fe3O4磁性颗粒采用碳纳米管改性时，其制备方法如下：
S1、
将一定量的碳纳米管（如
MWCNTs
）加入到溶剂中（如水
‑
乙醇混合溶液）中，并添加合适量的表面活性剂（如十二烷基硫酸钠）；再使用超声波分散处理，确保碳纳米管均匀分散在溶剂中，形成碳纳米管溶液；
S2、
再将一定量的
Fe3O4磁性颗粒加入溶剂中，混合均匀，形成
Fe3O4溶液；
S3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于磁性颗粒的电化学传感器设计，包括下电极壳（1）以及与下电极壳（1）相匹配的上电极壳（2），其特征在于，所述上电极壳（2）为圆筒状结构，并在上电极壳（2）内部的下端嵌入设置有永磁体（5），所述上电极壳（2）的内部位于永磁体（5）的上端设置有放置腔，并在放置腔内填充有改性磁性颗粒（6），所述下电极壳（1）也为圆筒状结构，并在下电极壳（1）的内部设置有金属隔膜（3），所述金属隔膜（3）用于将下电极壳（1）分隔成上下两个空腔结构
。2.
根据权利要求1所述的一种基于磁性颗粒的电化学传感器设计，其特征在于，所述永磁体（5）为钕铁硼磁铁
。3.
根据权利要求1所述的一种基于磁性颗粒的电化学传感器设计，其特征在于，所述改性磁性颗粒（6）为改性
Fe3O4磁性颗粒
、
改性磁性纳米合金颗粒
、
改性
NiFe2O4磁性颗粒以及改性
CoFe2O4磁性颗粒中的一种，且改性磁性颗粒（6）为纳米级的磁性颗粒
。4.
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王新宇，徐浩，王琳，唐振琪，
申请(专利权)人：墨之道山东测控设备有限公司，
类型：发明
国别省市：