全固态pX传感器的制备、性能及应用研究

来源 :西安理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jematrix
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随着工业的迅速发展,环境污染日趋严重,并已危及到了人类健康与生存。诸如大气、水体、土壤的污染导致人类多种疾病及生态环境的破坏;在诸多污染源中,尤以重金属对人体和动植物生命过程中的新陈代谢产生显著的抑制作用,而引起人们高度关注。因此,重金属离子的检测是环境和医学临床监测中的一项重要指标,而实现快速、灵敏、动态、实时测试,已成为近年来人们着力研究的热点。  为此,本文在总结前人工作的基础上,提出了基于石墨电极修饰电活性物制备全固态pX传感器的方法,并对其进行了性能测试及响应机理和应用研究。  以nCdS:nAg2S=2:1为电活性物制备全固态pCd传感器,线性范围1.00×10-1~1.00×10-5 mol/L,检测限3.77×10-6 mol/L,响应斜率29.3 mV/pCd;用于实际样品测定,回收率102%~110%。  以nCuS:nAg2S=2:1为电活性物制备全固态pCu传感器,线性范围1.00×10-1~1.00×10-5 mol/L,检测限2.14×10-6 mol/L,响应斜率30.2 mV/pCu;用于实际样品测定,回收率100%~110%。  基于石墨电极修饰Ag2S制备全固态pAg传感器,线性范围1.00×10-1~1.00×10-5 mol/L,检测限4.57×10-6 mol/L,响应斜率58.2 mV/pAg;用于实际样品测定,回收率95%~104%。  pX传感器响应时间≤1 min;平均电位漂移ΔE≤0.25 mV/h;抗干扰能力强。通过热力学推导和电化学阻抗谱图解析,证明了pX传感器响应机理为离子交换过程控制步骤。  作者在深入探究pX传感器响应性能的基础上,根据Ksp(MS)的特性,通过离子置换反应,将pCd传感器转化为pAg、pCu传感器,pCu传感器转化为pAg传感器,且性能优良。由此突破了传统化学传感器只能检测单一离子的局限。  通过对设计的全固态裸露型Ag/AgCl参比电极的性能测试,结果表明,平均电位漂移ΔE≤0.08 mV/h,重现性(n=10)RSD≤2.54%,可逆性好,温度系数0.20 mV/ ℃。完全可替代广泛使用的饱和甘汞参比电极。
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