基于荧光猝灭原理的氧传感器膜头的制备

王相 庞喜龙

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在水污染和水资源短缺日益严重的今天，对污水实时监测并及时作出应对处理，在水质监测方面具有重要战略意义。水中溶解氧含量是评价水质的一项重要指标，是水质监测常规五项之一。通过溶解氧检测设备对水的溶解氧含量进行实时监测，结合pH、浊度等其他检测数据可快速得到水体质量状况，并及时开展相关治理工作[1-2]。在溶解氧检测领域，国外溶解氧检测一般采用荧光猝灭效应和极谱法，如德国WTW的产品——YSI ProODO型溶解氧测量仪，该产品测量方便，但是价格昂贵，订货周期长；美国HACH的产品——5500型溶解氧传感器，该产品使用极谱法，具有一定的局限性，维护周期短，具有硫化氢敏感性。国内溶解氧传感器主流产品属自主研发的较少，大多停留在实验研究阶段，研发出的产品在检测速度和精度方面较国外设备有一定的差距[3-4]，目前研究重点在于检测速度和精度上，对传感器使用寿命的研究仍有欠缺。例如，2016年南京信息工程大学的朱成刚对传感器结构做出改进，以提高检测精度，但荧光膜性能欠佳；2017年南方科技大学的张科等人以MMA和TFEMA为基质材料，PTOEP为荧光指示剂，提高了传感器的稳定性，但传感器使用寿命较短，无法投入到在线实时监测领域中；2019年燕山大学的郭梦雪选择倾注成膜法制备氧传感膜，通过改进传感膜的均匀性、厚度、通透性等提高氧传感膜对溶解氧的猝灭作用，但氧敏感膜未设置保护层，亦存在传感器使用寿命较短的问题[5]。……