[发明专利]一种多孔硅片基底及河道水质原位在线检测方法和系统

权利要求书

1.一种多孔硅片基底，该基底可用于对水体中金属元素的检测，其特征在于，包括硅片本体(1)，所述硅片本体(1)的上表面开设有若干微孔孔道(2)，所述微孔孔道(2)内覆有纳米金层(3)，所述纳米金层(3)厚度为5～20nm。

2.根据权利要求1所述的多孔硅片基底，其特征在于，所述硅片本体(1)的厚度为0.8mm～1.5mm。

3.根据权利要求1所述的多孔硅片基底，其特征在于，所述硅片本体(1)为p型单晶硅硅片，且所述硅片本体(1)上的微孔孔道(2)通过电化学刻蚀的方式制得。

4.根据权利要求1所述的多孔硅片基底，其特征在于，所述微孔孔道(2)的直径为0.3mm～0.8mm，深度为0.15mm～0.3mm。

5.根据权利要求1所述的多孔硅片基底，其特征在于，所述微孔孔道(2)内通过喷射纳米金颗粒的方式形成一层纳米金层(3)。

6.一种河道水质原位在线检测方法，其特征在于，该方法基于权利要求1至5中任一项所述的多孔硅片基底，该方法包括以下步骤：

S1.选片：提供上述的多孔硅片基底，并将其固定在检测用的样品台上；

S2.取样：通过取样器吸取定量水样，并将吸取的水样滴加到固定好的多孔硅片基底上；

S3.加热：将滴加有水样的多孔硅片基底转移至加热室内加热，以蒸发水分获得含有重金属的干燥样本；

S4.元素检测：采用激光诱导击穿光谱法对多孔硅片基底上的干燥样品进行元素检测；

S5.信号传输：将检测得到的特征光谱通过光纤传导至光谱仪中，并经由ICCD转换为电信号，再通过无线收发模块将信号传输至计算机中进行分析处理。

7.根据权利要求6所述的河道水质原位在线检测方法，其特征在于，还包括下述步骤：S6.样品后处理：检测后的样品重新送至加热室加热，待加热至基底被完全烘干后，将基底进行回收。

8.根据权利要求6所述的河道水质原位在线检测方法，其特征在于，步骤S3中的加热温度为60-80℃，加热时间1-5min。

9.根据权利要求6所述的河道水质原位在线检测方法，其特征在于，所述取样器的采样量为0～3ml，采样精度为±5％，工作温度为1～50℃。

10.一种河道水质原位在线检测系统，通过该系统可实施如权利要求6至9中任一项所述的检测方法，其特征在于，包括船只(10)、导轨(11)和取样器(12)，所述导轨(11)的一端设于所述船只(10)船舱内、另一端从船舱内伸出，所述取样器(12)滑动连接在导轨(11)上并用于河道内水质取样；所述船只(10)船舱内还设有样品台(13)、加热室(14)、分析室(15)以及无线收发模块(16)，所述样品台(13)可移动且上面装载有多孔硅片基底(101)，所述分析室(15)内设有激光器(17)、聚焦棱镜(18)、带有光纤探头的光纤(19)、光谱仪(20)以及探测器(21)，所述激光器(17)用于产生脉冲激光以激发多孔硅片基底(101)上的样品产生等离子体，进而使等离子体发射出特征光谱，所述聚焦镜头(18)用于将特征光谱收光后汇聚至所述光纤探头，所述光纤(19)传导末端与所述光谱仪(20)相连接，所述光谱仪(20)用于采集所述光纤(19)传导的光信号并将所述光信号分解为代表元素含量信息的特征谱线，所述探测器(21)与光谱仪(20)信号连接，并用于将光谱仪(20)的分析结果转换为电信号后传输给计算机。