[实用新型]检测化学需氧量的电化学传感器探头

说明书

技术领域

本实用新型属于电化学传感器和水环境污染治理领域，具体涉及快速检测化学需氧量电化学传感器探头及其制备方法。 

背景技术

化学需氧量（COD）是衡量水质污染程度的一个重要指标，是指一定条件下，水体中的还原性物质被强氧化剂氧化消耗的氧化剂所对应的氧的浓度。我国地表水水质分为5类（GB3838-2002），包括源头水、生活饮用水、渔业用水、工业用水、农业用水等。Ⅰ类和Ⅱ类水化学需氧量(COD)≤15mg L^-1、Ⅲ类水化学需氧量(COD)≤20mg L^-1、Ⅳ类水化学需氧量(COD)≤30mg L^-1、Ⅴ类水化学需氧量(COD)≤40mg L^-1。化学需氧量（COD）的数值越大表明水体的污染情况越严重。因此监测水体COD浓度对环境治理和确保用水安全至关重要。目前化学需氧量（COD）测定方法常包括重铬酸钾法（GB11914-89）、分光光度法、快速消解法和电化学方法。重铬酸钾法氧化效率高，重现性好。分光光度法和快速消解法也是在传统重铬酸钾法基础上发展起来的，但这些方法都会用到强氧化剂重铬酸钾，催化剂硫酸银和氯离子掩蔽剂硫酸汞。过多试剂的使用不仅会对环境造成一定的污染性，而且检测成本高，操作复杂，分析时间长（快速消解时间至少15分钟）。电化学方法测定化学需氧量（COD），以水体中还原物质氧化过程中消耗的电量或产生的电流作为测定信号，分析时间短，操作快速简单，灵敏度高。尽管电化学方法测定化学需氧量（COD）已有相关报道，但其传感材料的构建多数是基于纳米敏感膜，制备过程相对繁琐，不便普遍推广使用。因此，研究高灵敏度、快速、环境友好、操作简单、准确度高、实用性强的化学需氧量（COD）电化学传感器仍充满挑战和创新性。 

发明内容

本实用新型的任务是提供一种化学需氧量快速检测电化学传感器探头，使其具有灵敏度高、分析速度快、操作简单、环境友好、重现性好准确度高和实用性强等特点。 

实现本实用新型的具体方案是： 

本实用新型提供的检测化学需氧量的电化学传感器探头，由玻碳电极和位于玻碳电极之玻碳电极头1裸露面的化学需氧量电化学敏感膜构成，所述的玻碳电极由玻碳电极头1、电 极外套2和铜棒状导线3构成，玻碳电极头1封装于电极外套2一端的中心部位，玻碳电极头1的一端裸露于电极外套2的端面构成玻碳电极头1的裸露面，铜棒状导线3的一端在电极外套2内与封装于电极外套2内的玻碳电极头1相连，铜棒状导线3的另一端延伸至电极外套2外。所述的电极外套2由聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯或聚醚醚酮（PEEK）构成。位于玻碳电极之玻碳电极头1表面的化学需氧量电化学敏感膜是按以下方法制备形成：将打磨至镜面的玻碳电极头1的裸露面部位浸入0.1摩尔每升（mol L^-1）的磷酸氢二钠（Na₂HPO₄）溶液中，采用惯常的三电极体系，以1.0～2.5伏（V），优选为1.0～2.5伏，更优选为1.8伏的电位进行电化学活化，电位活化时间为10～500秒（s），优选为10～500秒，更优选为300秒，即在玻碳电极头（1）的表面形成化学需氧量电化学敏感膜。 

本实用新型提供的检测化学需氧量的电化学传感器探头的制备方法是：将打磨至镜面的玻碳电极头1的裸露面部位浸入0.1摩尔每升（mol L^-1）的磷酸氢二钠（Na₂HPO₄）溶液中，采用惯常的三电极体系，以1.0～2.5伏（V）的电位进行恒定电位电化学活化，电位活化时间为10～500秒（s），在玻碳电极头1的表面形成化学需氧量电化学敏感膜。 

上述方法中，优选的进行恒定电位电化学活化电位为1.5～2伏，进一步优选为1.8伏；优选的电位活化时间为100～400秒，进一步优选为300秒。 

该传感器探头只需将常见的玻碳电极在磷酸盐电解质中活化5分钟,即得到化学需氧量（COD）敏感膜，不涉及其它纳米材料的修饰，敏感膜构建方法简单快速，实用性强，便于大范围推广使用。