基于电化学传感的海水碳循环要素多参数同时检测系统的研制
Development of an Electrochemical Sensing System for Simultaneous Detection of Species Relevant to Carbon Cycle in Seawater
刘晓琳 1廖志博 2韩京龙 3江天甲 4秦伟5
作者信息
- 1. 烟台大学环境与材料工程学院,烟台 264005;中国科学院烟台海岸带研究所,中国科学院海岸带环境过程与生态修复重点实验室,山东省海岸带环境过程重点实验室,烟台 264003
- 2. 中国科学院烟台海岸带研究所,中国科学院海岸带环境过程与生态修复重点实验室,山东省海岸带环境过程重点实验室,烟台 264003
- 3. 烟台大学环境与材料工程学院,烟台 264005
- 4. 康复大学康复科学与工程学院,青岛 266113
- 5. 中国科学院烟台海岸带研究所,中国科学院海岸带环境过程与生态修复重点实验室,山东省海岸带环境过程重点实验室,烟台 264003;青岛海洋科技中心海洋生物学与生物技术功能实验室,青岛 266237;中国科学院海洋大科学研究中心,青岛 266071
- 折叠
摘要
基于全固态聚合物膜离子选择性电极和丝网印刷技术,构建了以NiCo2S4 材料为离子-电子转导层的芯片式全固态聚合物膜离子选择性电极阵列,并基于此研制了一种便携式海水碳循环要素同时分析系统,实现了对海水中钙离子(Ca2+)、碳酸根离子(CO32-)和pH值的同时测定.此分析系统检测海水基体中Ca2+和CO32-的线性响应浓度范围分别为1.0×10-5～1.0×10-1 mol/L和3.2×10-5～1.9×10-3 mol/L,检测PH值的线性范围为pH 5～9.本方法连续测定的相对标准偏差小于2.5%,单个样品全程分析时间少于15 min,测定结果和比测设备结果的相对偏差小于2.0%.此电化学传感器系统已成功应用于实际海水样品分析.
Abstract
A portable electrochemical sensing system for simultaneous detection of species relevant to carbon cycle(i.e.,Ca2+,CO32-and pH)in seawater was developed,in which a highly sensitive polymeric membrane ion-selective electrode array with NiCo2S4-based transduction layer was used as the core element.Such an electrochemical sensor array was developed via the combination of all-solid-state ion selective electrode technology and electrode integration technology based on screen printing.The proposed sensing system offered the linear response concentration ranges of 1.0×10-5-1.0×10-1 mol/L and 3.2×10-5-1.9×10-3 mol/L for Ca2+,CO32-and 5-9 for pH in 0.5 mol/L NaCl background,respectively,as well as a relative deviation of less than 2.0%for evaluation of detection accuracy(mean deviation compared to the readings of reference techniques).For successive measurements,the relative standard deviations(RSDs)of less than 2.5%were obtained.The proposed electrochemical sensing system was successfully used for seawater analysis,and the whole analysis process could be completed within 15 min.
关键词
电化学传感器/碳循环要素/海水分析/多参数检测/聚合物膜离子选择性电极Key words
Electrochemical sensor/Species relevant to the carbon cycle/Seawater analysis/Multi-parameter detection/Polymeric membrane ion-selective electrode引用本文复制引用
基金项目
国家自然科学基金(U2006208)
山东省"泰山学者"岗位项目(TSPD20181215)
中国科学院海洋大科学研究中心重点部署项目(COMS2020J06)
中国科学院青年创新促进会人才项目(2023221)
烟台市科技计划(2022MSGY065)
出版年
2024
国家科技期刊平台
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