[发明专利]重金属传感监测装置

权利要求书

1.一种重金属传感监测装置的使用方法，包括：

a)阳极室注入厌氧污泥，经驯化后阳极表面附着微生物膜；

b)将含葡萄糖、乳酸和乙酸中的一种或多种的人工废水经由入口连续注入阳极室，并由出口排出；

c)待监测的含重金属废水经由入口连续注入阴极室，使碳布完全浸没，并由出口排出；

d)重金属离子氧化还原电位较高的重金属离子自发地被还原，并产生输出电压或电流信号，指示污染物的存在；

或者，所述重金属传感监测装置的使用方法包括：

a)阳极室注入厌氧污泥，经驯化后阳极表面附着微生物膜；

b)将含乳酸的人工废水经由入口连续注入阳极室，并由出口排出；

c)待监测的含重金属废水经由入口连续注入阴极室，使碳布完全浸没，并由出口排出；

d)当Ni²⁺、Mo³⁺和Pb²⁺浓度分别达到1000mg/L、500mg/L和1mg/L时，其自发地被还原，并产生输出电压或电流信号，指示污染物的存在。

2.权利要求1所述重金属传感监测装置的使用方法，其中步骤b)所述人工废水的生化需氧量(BOD)为1000mg/L。

3.权利要求1所述重金属传感监测装置的使用方法，其中步骤d)所述重金属离子选自Ag⁺、Cu²⁺、Hg²⁺、Cr₂O₇^2-、Ni²⁺、Mo³⁺、Pb²⁺中的多种。

4.权利要求2所述重金属传感监测装置的使用方法，其中步骤d)所述重金属离子选自Ag⁺、Cu²⁺、Hg²⁺、Cr₂O₇^2-、Ni²⁺、Mo³⁺、Pb²⁺中的多种。

5.权利要求1-4任一项所述重金属传感监测装置的使用方法，其中当出现电压或电流的响应信号后，进一步通过输出电量与金属离子的摩尔比来判断重金属的种类和浓度。

6.权利要求5所述重金属传感监测装置的使用方法，其中所述的重金属传感监测装置包括：

微生物燃料电池，包括阳极室、阴极室以及将阳极室和阴极室分隔开来的质子交换膜(PEM)，其中：

阳极室包括阳极、产电厌氧微生物和有机物；

阴极室包括阴极、重金属阳离子和任选存在的阴极催化剂；

所述阳极和阴极通过电路连接外电阻两端，并且所述电路上还连接有数据采集装置；外电阻连接阴极和阳极的两端分别与数据采集装置的直流输入和接地端口相连；

所述数据采集装置包括电压检测元件和数据记录元件，控制电压检测和数据记录的自动控制元件，以及任选存在的数据分析元件和/或显示器；所述电压检测元件、数据记录元件自动连续记录电阻两端的电压。

7.权利要求6所述重金属传感监测装置的使用方法，其中所述数据采集装置包括阳极和阴极的电位监测器；阴极的电位调节器；阳极和阴极电位差数据的计算装置；和电位差数据的传输装置。

8.权利要求6或7所述重金属传感监测装置的使用方法，其中阳极材料和阴极材料独立地选自碳、石墨或者惰性金属。

9.权利要求8所述重金属传感监测装置的使用方法，其中阳极材料和阴极材料独立地选自碳布、石墨毡、石墨颗粒、石墨棒、石墨盘片、银、铂中的一种或多种。