環境中重金屬的監測越來越受到人們的重視，方便快捷準確靈活的線上檢測手段是研究人員一直所追求的。我們研究的基於硫系玻璃材料合成的新型薄膜感測器，採用脈衝雷射電漿成膜(PLD)技術，在LAPS感測器上製備對重金屬離子敏感的離子選擇性薄膜，實現微型化重金屬檢測感測器。
基本介紹
- 中文名：重金屬薄膜
- 功能：用於重金屬檢測
- 用途：工業
簡介,概述,硫系玻璃材料,相關資料,重金屬離子選擇感測器,研究進展,
簡介
概述
重金屬元素，特別是汞、鎘、鉛、鉻等具有顯著的生物毒性。在研究重金屬對生物體的作用機理方面，一般認為重金屬的自由離子和不穩定的絡合物是主要的毒性形態。重金屬及其化合物的數目很多，重金屬廣泛分布於大氣圈、岩石圈、生物圈和水圈中。在正常情況下，其自然本底濃度難以達到有害的程度。隨著城市的擴大和大規模工業生產的發展以及大範圍地施用農藥，大量的生活污水和工業廢水排入水體，進入水體的化學物質，或者通過飲水，或者通過食物鏈危害人體健康，即使數量很少，通過生物富集，最終也會危害人類。所以環境中重金屬的監測變得越來越重要。
檢測重金屬的方法有很多，如原子吸收光譜、原子發射光譜、中子活化分析法、陽極溶出伏安法、x射線螢光光譜法、電漿感應光譜、雙硫腙比色法和用懸液計測量懸液法等“oJ'。這些方法一般都是成本比較高，需要複雜的儀器和熟練的操作人員，不能或不方便在戶外使用，一般是在實驗室進行，即現場採樣後進行離線分析，測量周期長，分析步驟複雜，分析儀器昂貴，採樣頻率低以及樣品不易保存等缺點。在有些情況下，需要及時知道環境污染情形，以便及時迅速制定相應的處理對策，因此現場環境檢測方法、移動實驗室和攜帶型檢測儀器等概念被許多研究人員提出。
硫系玻璃材料
硫系玻璃是有前景的一種材料，具有化學穩定性好、長期可靠且對不同種類液態重金屬離子敏感性強等優點。硫系玻璃化合物主要是以砷主族的硫化物、硒化物和碲化物為基礎製成的。基於硫屬玻璃材料和脈衝雷射成膜技術研製的薄膜微型感測器，在LAPS上首次製備了對Fe3+敏感的薄膜。
相關資料
重金屬離子選擇感測器
隨著工業化大規模的發展，重金屬廣泛分布於各種水體，通過飲水、食物鏈以及生物富集等方式正在嚴重危害人體健康。重金屬的監測迫在眉睫。中國海域海水水質污染加劇，特別是近岸海域污染嚴重，海洋生態系統繼續惡化，因此，在“十五”期間國家提出了建立國家海洋生態環境現場快速監測示範系統的計畫，通過海上實時採樣、檢測和分析來監測海洋水質的狀況，從而能夠快速做出決策以防止和制止污染的擴散。另一方面，重金屬感測器的研究及其實時檢測技術也是國際上一個重要的前沿研究課題。
研究進展
已經提出一種光定址電位感測器(Light-Addressable Potenntiometric Sensor， LAPS)等效電路模型，對模型中各參數的影響進行了評估分析，把電化學動力學理論與半導體能帶理論相結合，對LAPS的原理進行了新的闡述，指出靜電電位(外置偏壓和電解質溶液離子強度引起的靜電吸附電位)會改變LAPS的Fermi能級，影響空間電荷區的厚度，從而影響光生電流；離子交換產生的特性吸附會影響LAPS的平帶電位，從而改變空間電荷區電容，導致影響光生電流。最後，基於等效電路模型和LAPS原理，對重金屬薄膜LAPS感測器進行了最佳化設計。首次研製出了基於LAPS和脈衝雷射沉積(Pulsed Laser Deposition， PLD)技術的一種玻璃態結構的Fe離子選擇薄膜感測器。合成了一種Fe離子選擇電極(Fe—ISE)，並對其性能進行了研究。以該電極為PLD的靶材，在LAPS上製備了一種玻璃態結構的Fe薄膜感測器(Fe-LAPS)。
