微納集成傳感器及其在重金屬檢測中應(yīng)用的研究.pdf

1、重金屬污染是水環(huán)境污染的一個(gè)重要方面，自然水體環(huán)境中的重金屬不僅直接威脅人類健康和環(huán)境，同時(shí)也對經(jīng)濟(jì)和財(cái)政造成不同程度的損失。因此，現(xiàn)場監(jiān)測不同自然水體、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、城市和工業(yè)地區(qū)的重金屬含量，是非常迫切和必要的。本文以水環(huán)境重金屬檢測的電化學(xué)傳感器的研究為主要內(nèi)容，以應(yīng)用于無線化學(xué)傳感網(wǎng)絡(luò)為導(dǎo)向，所作的主要工作如下：
　　 本文首先從水環(huán)境重金屬污染的現(xiàn)狀、現(xiàn)場分析技術(shù)、用于重金屬痕量檢測的傳感器以及無線化學(xué)傳感網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展等方面

2、闡述了重金屬現(xiàn)場分析技術(shù)的意義和現(xiàn)狀。
　　 接著，本文分析了微納電極陣列的優(yōu)勢，介紹了納米帶電極陣列的設(shè)計(jì)和加工，以及對于不同重金屬離子的測試結(jié)果。納米帶電極體積小，所需樣品容量小，電流密度大，電解池的iR降低，傳質(zhì)速率高，不需攪拌和支持電解質(zhì)，陣列檢測的信噪比高，適合痕量元素的測量。
　　 然后，本文從光尋址電位傳感器(LAPS)的半導(dǎo)體物理模型、仿真分析、微弱信號檢測和薄膜敏感特異性等方面闡述重金屬LAPS的工作機(jī)

3、制，并由此展開對于重金屬薄膜LAPS傳感器設(shè)計(jì)的研究。本文采集了LAPS測試的底層電流信號，對不同頻段信號進(jìn)行了分解；介紹了聚氯乙烯薄膜LAPS和硫?qū)俨ＡП∧APS的制備以及性能分析，對于支持電解質(zhì)和檢測系統(tǒng)等條件進(jìn)行優(yōu)化，對鋅，鉛、銅、汞等離子進(jìn)行了測定。多種離子敏感膜制備在了陣列化的LAPS上，并進(jìn)行測定和分析。
　　 針對應(yīng)用于水環(huán)境監(jiān)測無線網(wǎng)絡(luò)，本文設(shè)計(jì)了一種多靶標(biāo)的光電復(fù)合集成芯片，將微電極陣列和LAPS作為構(gòu)建人工