[发明专利]基于ESPR的重金属分析仪及其分析方法

权利要求书

1.基于ESPR的重金属分析仪，其特征在于：包括化学反应部分、表面等离子体共振光谱仪和信息处理系统，化学反应部分包括检测池、对电极、参比电极、阵列电极和电化学工作站；

阵列电极位于检测池底部，对电极、参比电极插入检测池内，对电极、参比电极、阵列电极分别连接电化学工作站；电化学工作站、表面等离子体共振光谱仪分别连接信息处理系统；

阵列电极包括多个活性点，活性点的的制备材料可为下述中的一种或几种：碳纤维、玻碳、碳纳米管、石墨烯、富勒烯、金刚石、金、铂、铋、硼；

阵列电极为经过修饰的电极，所用的修饰物为壳聚糖、改性壳聚糖、壳聚糖/碳纳米管复合物、漆酚树脂、吡咯啶二硫代氨基甲酸铵、四羟基蒽醌中的一种或者几种。

2.根据权利要求1所述的基于ESPR的重金属分析仪，其特征在于：所述表面等离子体共振光谱仪包括光源、棱镜和SPR检测器，棱镜安装在阵列电极下面，光源、棱镜和SPR检测器依次光路连接。

3.根据权利要求2所述的基于ESPR的重金属分析仪，其特征在于：所述SPR检测器为CCD照相机。

4.根据权利要求2所述的基于ESPR的重金属分析仪，其特征在于：所述光源为激光或者LED灯。

5.根据权利要求2所述的基于ESPR的重金属分析仪的分析方法，其特征在于：包括阳极溶出伏安法、差分脉冲溶出伏安法、方波溶出伏安法、离子交换伏安法和微分脉冲溶出伏安法。

6.根据权利要求5所述的基于ESPR的重金属分析仪的分析方法，其特征在于：所述阳极溶出伏安法包括以下步骤：

(1)根据待检测重金属离子种类，选择阵列电极，选择修饰物，阵列电极经过同位镀膜工艺进行修饰；

(2)把待检测溶液加入检测池，电化学工作站给对电极、参比电极、阵列电极提供电压，激光或者LED灯发出平行偏振光；

(3)根据待检测溶液的浓度，调节电化学工作站的电压，调节平行偏振光的光强；根据待检测溶液的介电常数，调节平行偏振光入射棱镜的角度，找到共振角；

(4)平行偏振光以共振角入射到棱镜，透过棱镜照射到阵列电极表面，导致阵列电极表面电子发生共振，电子吸收光能量，使反射光的强度达到最小，反射光射出棱镜，SPR检测器检测反射光信号SPR信号，光信号转换成电信号，传送给信息处理系统；同时，三个电极富集溶液中的重金属离子，电化学工作站收集信号，也传送给信息处理系统；

(5)分析过程中，电化学工作站对阵列电极施加不同的电压进行富集或者施加相反电压除去富集的物质，CCD照相机检测整个过程中的SPR信号，CCD照相机测量阵列电极表面的等离子体共振吸收，进行时间分辨，分析SPR信号得到测量重金属离子的种类和浓度，信息处理系统根据SPR谱可得到所测溶液的电化学信息和光学信息，处理得到定性分析与定量分析所需的信息。

7.根据权利要求6所述的基于ESPR的重金属分析仪的分析方法，其特征在于：所述重金属离子为下述种类任意之一或组合：铅、镉、铜、铬、汞、锌、砷、钴、镍、钯、铁。

8.根据权利要求6所述的基于ESPR的重金属分析仪的分析方法，其特征在于：所述步骤(2)中，把待检测溶液加入检测池，同时进行一个阵列电极同位镀铋的工艺：把铋盐加入检测池；检测过程中，重金属离子先还原成金属薄膜再氧化溶出，同时，铋离子跟着重金属离子实现了还原再氧化溶出，铋离子起到协同作用。