[发明专利]二氧化硅物质的电化学检测

说明书

技术领域

本申请涉及电化学检测。

背景技术

在液体(例如水)中二氧化硅的检测可以使用比色法。例如，可以 形成二氧化硅-钼酸盐复合物并且可以通过测量450nm波长的探测光 的吸收来测量二氧化硅-钼酸盐复合物。或者，可以形成二氧化硅-钼 酸盐-杂多蓝复合物并且可以通过测量810nm波长的探测光的吸收测 量二氧化硅-钼酸盐-杂多蓝复合物。这些和其它的比色法可能需要在 不同步骤中添加若干种化学试剂，每个步骤占用一定的时间段以允许 充分的混合和反应。

概述

本申请描述(除了别的以外)了涉及使用电化学方法在水中检测 无机物(例如二氧化硅)的技术、系统和装置。

一方面，检测金属复合物包括对缓冲溶液施加电压，所述缓冲 溶液包含所述金属复合物并且没有待检测的无机物。在不存在所述无 机物的情况下，测量与所述金属复合物相关的第一电流。将无机物添 加到所述缓冲溶液中，并且在存在所添加的无机物的情况下，还测量 与所述金属复合物相关的第二电流。获得所述第一电流和所述第二电 流之间的差值，以识别在所述缓冲溶液中所添加的有机物的浓度。

实施方式能够任选地包括以下一个或多个。测量所述第一和第 二电流还能够包括施加由扫描电位跟随的富集电位。施加所述富集电 位还能够包括施加包括0.5伏特幅度的富集电位。对于包括60秒的一 段时间，还能够施加所述施加的富集电位。同样，施加所述扫描电位 能够包括施加具有包括25毫伏幅度、4毫伏的跨步电势和25赫兹的 频率至少之一的扫描电位。此外，施加电压能够包括对含有如钼-氯冉 酸盐复合物的金属复合物缓冲溶液施加电压。使用由铋、金、碳或汞 组成的工作电极能够测量所述第一电流和所述第二电流。使用丝网印 刷电极还能够执行使用工作电极测量所述第一电流和所述第二电流。 此外，添加的所述无机物能够包括二氧化硅物质。此外，测量的所述 第一电流和所述第二电流能够包括伏安信号。使用溶出伏安计能够执 行测量所述伏安信号。使用一次性的溶出伏安计能够测量使用溶出伏 安计测量的伏安信号。

另一方面，使用包括检测装置和数据处理装置的系统能够执行 检测无机物。所述检测装置包括容器，容器设计为至少部分在所述容 器中盛放溶液。在所述容器中盛放的所述溶液含有金属复合物。所述 检测装置还包括至少部分浸入所述溶液中的导电元件。将所述容器、 所述溶液和所述导电元件设计为测量第一电流和第二电流，第一电流 对应于在不存在无机物的情况下的所述金属复合物，第二电流对应于 在存在无机物的情况下的所述金属复合物。将所述数据处理装置设计 为接收来自所述检测装置的所测量的第一电流和第二电流。还将所述 数据处理装置设计为获得所述第一电流和所述第二电流之间的差值， 并且设计为根据所获得的差值识别所述无机物的浓度。

实施方式还能够任选地包括以下的一个或多个。能够将所述检 测装置设计为测量对应于钼-氯冉酸盐金属复合物的所述第一电流和 第二电流。同样，能够将所述检测装置设计为在存在二氧化硅物质的 情况下测量对应于所述金属复合物的所述第二电流。所述导电元件能 够由铋、金、碳或汞之一组成。此外，所述导电元件能够使用丝网印 刷电极。此外，能够以溶出伏安计实现所述检测装置。所述溶出伏安 计能够是一次性的溶出伏安计。同样，通过施加由扫描电位跟随的富 集电位能够将所述检测装置配置为测量所述第一电流和第二电流。

另一方面，在不存在目标非电活性材料的情况下检测电活性材 料的第一电活性。同样，在存在所述目标非电活性材料的情况下检测 所述电活性材料的第二电活性。获得所述第一电活性和第二电活性之 间的差值，并且根据所获得的差值，识别所述目标非电活性材料的浓 度。

实施方式能够任选地包括以下的一个或多个。检测所述第一电 活性和第二电活性能够包括施加由扫描电位跟随的富集电位。同样， 检测所述第一电活性和第二电活性能够包括在缓冲溶液中检测金属复 合物的所述第一电活性和第二电活性。此外，识别所述目标非电活性 材料的浓度能够包括识别目标二氧化硅物质的浓度。

另一方面，通过测量不存在所述目标材料的电化学活性介质的 电化学特性的初始值，检测非电化学活性的目标材料。将所述目标材 料引进所述电化学活性介质中。还测量所述目标材料和所述电化学活 性介质的组合的电化学特性的当前值。根据所述当前值和所述初始值， 获得关于所述目标材料的信息。