新型電化學(xué)傳感器的構(gòu)建及其在環(huán)境檢測(cè)中的應(yīng)用

葉紅春

文章編號(hào)：2095-6835（2016）17-0091-01

摘 要：在儀器檢測(cè)分析領(lǐng)域中，電化學(xué)傳感器作為一種便利的分析方法，其操作過(guò)程簡(jiǎn)單，選擇性比較高，分析精準(zhǔn)、快速，價(jià)格低廉。電化學(xué)傳感器是由換能器和感應(yīng)元件組成的，利用電化學(xué)傳感器，通過(guò)獲得需測(cè)物的電化學(xué)性質(zhì)，對(duì)目標(biāo)物進(jìn)行性質(zhì)測(cè)試分析。此方法已經(jīng)被應(yīng)用于很多領(lǐng)域。簡(jiǎn)要?dú)w納了新型電化學(xué)傳感器的發(fā)展現(xiàn)狀，描述了新型電化學(xué)傳感器的構(gòu)建，并將新型電化學(xué)傳感器與環(huán)境監(jiān)測(cè)聯(lián)系在一起。

關(guān)鍵詞：電化學(xué)傳感器；環(huán)境檢測(cè)；換能器；感應(yīng)元件

中圖分類(lèi)號(hào)：TP212.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.17.091

電化學(xué)傳感器是由換能器和感應(yīng)元件組成的，利用電化學(xué)傳感器測(cè)試、分析需測(cè)物的電化學(xué)性質(zhì)。這種方法已經(jīng)被應(yīng)用于很多領(lǐng)域，比如食品工業(yè)、生物醫(yī)學(xué)研究和環(huán)境檢測(cè)等。綜合檢測(cè)物質(zhì)的電化學(xué)性質(zhì)時(shí)，是利用傳感器檢測(cè)和控制的，它具有多功能、智能性、準(zhǔn)確度高的特點(diǎn)。目前，它在生活中得到了廣泛的應(yīng)用。

1 新型電化學(xué)傳感器的發(fā)展現(xiàn)狀

隨著經(jīng)濟(jì)全球化的快速發(fā)展，自然資源不斷被消耗，工業(yè)、農(nóng)業(yè)、建筑業(yè)逐漸擴(kuò)大規(guī)模，對(duì)城市和鄉(xiāng)村環(huán)境造成了不同程度的影響。在生產(chǎn)過(guò)程中，由于人們過(guò)多地追求工程結(jié)果，沒(méi)有將可持續(xù)發(fā)展的思想運(yùn)用到生產(chǎn)中，從而出現(xiàn)了資源匱乏的情況，破壞了自然環(huán)境，影響到生態(tài)平衡。人們過(guò)度開(kāi)采資源，將生產(chǎn)的工業(yè)廢渣肆意排放到自然中，造成了一系列的環(huán)境問(wèn)題。這不僅阻礙了生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展，還影響到人們的生活質(zhì)量，威脅著人們的身體健康。面對(duì)這樣嚴(yán)峻的問(wèn)題，需要提高對(duì)環(huán)境檢測(cè)的重視程度，將控制污染物排放與環(huán)境保護(hù)和人們生活質(zhì)量聯(lián)系起來(lái)，這能在一定程度上推動(dòng)社會(huì)的發(fā)展。在環(huán)境檢測(cè)的過(guò)程中，檢測(cè)技術(shù)的選用是關(guān)鍵，只有可靠、有效的檢測(cè)技術(shù)才可以保證人們的生命安全。調(diào)查國(guó)內(nèi)外環(huán)境檢測(cè)技術(shù)時(shí)，總結(jié)了HPLC技術(shù)、氣相色譜技術(shù)等相關(guān)內(nèi)容。雖然這些技術(shù)具有一定的優(yōu)勢(shì)，但是，在實(shí)際使用過(guò)程中仍然存在不足之處，例如耗時(shí)、價(jià)格昂貴等。在生產(chǎn)實(shí)踐中，必須將經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、生產(chǎn)等條件相結(jié)合，全面研究，選擇最可行的技術(shù)。新型的電化學(xué)傳感器在分析和研究中具有很大的優(yōu)勢(shì)，與傳統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)技術(shù)相比，通過(guò)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件，利用新型電化學(xué)傳感器可以分析出污染物與其他物質(zhì)之間的作用機(jī)理，并且可以節(jié)省較多的時(shí)間，快速收獲檢測(cè)結(jié)果，這對(duì)于環(huán)境檢測(cè)來(lái)說(shuō)具有一定的實(shí)踐意義。

2 新型電化學(xué)傳感器的構(gòu)建

電化學(xué)傳感器在環(huán)境檢測(cè)方面具有一定的優(yōu)勢(shì)，將其與環(huán)境檢測(cè)聯(lián)系在一起時(shí)，需要全面、詳細(xì)地了解它。在環(huán)境檢測(cè)過(guò)程中，使用電化學(xué)傳感器還存在很多問(wèn)題，具體有以下幾點(diǎn)：①很多傳感器的價(jià)格比較高，在選擇材料時(shí)，多采用含鉛、鎘等重金屬材料。將這種有毒的重金屬作為材料，如果將其與環(huán)境檢測(cè)結(jié)合在一起時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生污染物，最終危害環(huán)境。利用電化學(xué)傳感器檢測(cè)環(huán)境時(shí)，不能再次污染環(huán)境，不能影響到環(huán)境檢測(cè)的結(jié)果。因此，在構(gòu)建新型電化學(xué)傳感器的過(guò)程中，要選擇合適的材料，要堅(jiān)持“綠色、低廉、環(huán)保、無(wú)毒”的原則。②在制備傳感器材料時(shí)，它受到很多不同條件的制約，導(dǎo)致制備時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，并且操作步驟也相對(duì)復(fù)雜，加大了工作人員的工作量，為相關(guān)工作的順利進(jìn)行帶來(lái)了很多的不便。值得的注意的是，在制備傳感器材料的過(guò)程中，會(huì)用到很多有毒的物質(zhì)，比如肼等。這樣制備出的物質(zhì)會(huì)威脅工作人員的生命安全，同時(shí)，也會(huì)影響環(huán)境質(zhì)量，十分不利于分析、檢測(cè)。如果在制備材料的過(guò)程中涉及到毒性物質(zhì)，當(dāng)檢測(cè)結(jié)果表明有毒時(shí)，不論是環(huán)境問(wèn)題，還是材料問(wèn)題，都會(huì)直接影響測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此，在制備材料的過(guò)程中，需要優(yōu)化傳感器制備材料的方法和過(guò)程，形成新型的電化學(xué)傳感器。③在應(yīng)用電化學(xué)傳感器的過(guò)程中，存在很多不足。其中，傳感器對(duì)其性質(zhì)的分析不夠全面，主要是因?yàn)殪`敏度低、檢測(cè)限度比較高。這樣的問(wèn)題會(huì)影響其在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用。針對(duì)這種問(wèn)題，需要提高電化學(xué)傳感器的性質(zhì)，使其具有更高的應(yīng)用價(jià)值。

3 需要注意的問(wèn)題

結(jié)合傳統(tǒng)電化學(xué)傳感器的不足，對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，研究出新型電化學(xué)傳感器，并將其應(yīng)用于環(huán)境檢測(cè)中。根據(jù)國(guó)內(nèi)外的調(diào)查和研究，全面了解了電化學(xué)傳感器，從制備的角度來(lái)看，需要采用綠色環(huán)保的材料，避免影響到環(huán)境檢測(cè)結(jié)果；從傳感器的性質(zhì)角度來(lái)看，需要保證傳感器的高效、精準(zhǔn)、安全等特征，將其有效應(yīng)用于實(shí)踐中。將新型電化學(xué)傳感器應(yīng)用于環(huán)境檢測(cè)中時(shí)，涉及的范圍較廣，所以，需要考慮怎樣才可以有效地將材料穩(wěn)固在傳感器上？怎樣快速檢測(cè)出環(huán)境中的污染物？

針對(duì)一系列問(wèn)題，需要從構(gòu)建材料、制備方法的角度出發(fā)，研制新型的電化學(xué)傳感器，并將其應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)中。從新型電化學(xué)傳感器構(gòu)建材料的角度來(lái)看，選擇幾種備選的材料，分析每一種材料，看其是否符合“綠色、低廉、環(huán)保、無(wú)毒”的原則，并根據(jù)實(shí)際情況投入檢測(cè)工作中。從新型電化學(xué)傳感器構(gòu)建材料制備方法的角度來(lái)看，采用老式的制備方式，制備時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，并且操作步驟比較復(fù)雜。這樣，會(huì)加大工作人員的工作量，為其工作帶來(lái)不必要的麻煩。在制備傳感器材料的過(guò)程中，會(huì)涉及到很多有毒物質(zhì)的制備。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，人是通過(guò)五官來(lái)感知世界的，所以，可以利用仿生學(xué)原理設(shè)計(jì)和構(gòu)建傳感器。傳感器作為一種接收信息的裝置，能收集數(shù)據(jù)，以便從中明確其發(fā)展規(guī)律。新型電化學(xué)傳感器具有簡(jiǎn)單、高速、可適用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，因此，在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，可以根據(jù)這些特點(diǎn)將其與環(huán)境檢測(cè)結(jié)合在一起。

參考文獻(xiàn)

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〔編輯：白潔〕