[发明专利]一种水中离子快速采集系统及方法

权利要求书

1.一种水中离子快速采集系统，其特征在于，包括：

平行电场发生组件，被配置为产生稳定的平行电场；

DGT采样器(100)，所述DGT采样器(100)置于平行电场内，所述DGT采样器(100)的轴线平行于所述平行电场的电场线布置；

框架(500)，所述框架(500)具有安装空间，以备安装DGT采样器(100)和平行电场发生组件；

固定机构，所述固定机构与所述框架(500)可拆卸连接，以将DGT采样器(100)和平行电场发生组件限定在指定水深位置。

2.根据权利要求1所述的水中离子快速采集系统，其特征在于，所述固定机构包括承载座(1)、连接箱(2)、定深浮球(6)和定位浮标(7)；

所述承载座(1)的下方设有定位插杆(5)，所述承载座(1)的上部设有连接箱(2)，连接箱(2)内设有绕线组件，绕线组件上缠绕有第一连接绳(9)，第一连接绳(9)的一端与定深浮球(6)连接；所述框架(500)拆卸连接在第一连接绳(9)上；定深浮球(6)通过第二连接绳(10)与定位浮标(7)连接。

3.根据权利要求1所述的水中离子快速采集系统，其特征在于，所述DGT采样器(100)包括同轴设置的第一DGT采样器与第二DGT采样器。

4.根据权利要求3所述的水中离子快速采集系统，其特征在于，所述平行电场发生组件包括阳极(200)、阴极(300)及直流电源(400)；

所述阳极(200)与阴极(300)平行设置，并分别与所述直流电源(400)的正极和负极连接。

5.根据权利要求4所述的水中离子快速采集系统，其特征在于，所述DGT采样器(100)包括外壳(1004)，所述外壳(1004)内同轴依次设置有过滤膜(1001)、扩散层(1002)和吸附层(1003)。

6.根据权利要求5所述的水中离子快速采集系统，其特征在于，所述第一DGT采样器的过滤膜(1001)与所述第二DGT采样器的过滤膜(1001)相对设置，所述第一DGT采样器的吸附层(1003)朝向所述阳极(200)，所述第二DGT采样器的吸附层(1003)朝向所述阴极(300)。

7.根据权利要求5所述的水中离子快速采集系统，其特征在于，所述第一DGT采样器的吸附层(1003)与所述第二DGT采样器的吸附层(1003)相对设置，所述第一DGT采样器的过滤膜(1001)朝向所述阳极(200)，所述第二DGT采样器的过滤膜(1001)朝向所述阴极(300)。

8.一种水中离子快速采集方法，其特征在于，利用权利要求1至7任一项所述的水中离子快速采集系统。

9.根据权利要求8所述的水中离子快速采集方法，其特征在于，所述采集方法包括如下步骤：

将所述固定机构固定在水体中，利用所述平行电场发生组件在所述DGT采样器(100)所在区域产生平行电场，所述DGT采样器(100)的吸附层(1003)吸附水中金属元素。

10.根据权利要求9所述的水中离子快速采集方法，其特征在于，所述吸附层(1003)上待测金属元素吸附量M_DGT的计算公式计算为：

基于待测金属元素吸附量M_DGT，得到溶液中待测离子浓度C_b的计算公式为：

其中，ΔU＝σ×U,g为扩散层厚度，C_b为溶液中待测离子浓度，D为扩散系数，σ为电极参数，U为施加的电压，t是实验时间，A是E-DGT扩散层窗口面积。