新型電化學傳感器的構建及其在環境檢測中的應用

葉紅春

文章編號：2095-6835（2016）17-0091-01

摘 要：在儀器檢測分析領域中，電化學傳感器作為一種便利的分析方法，其操作過程簡單，選擇性比較高，分析精準、快速，價格低廉。電化學傳感器是由換能器和感應元件組成的，利用電化學傳感器，通過獲得需測物的電化學性質，對目標物進行性質測試分析。此方法已經被應用于很多領域。簡要歸納了新型電化學傳感器的發展現狀，描述了新型電化學傳感器的構建，并將新型電化學傳感器與環境監測聯系在一起。

關鍵詞：電化學傳感器；環境檢測；換能器；感應元件

中圖分類號：TP212.2 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.17.091

電化學傳感器是由換能器和感應元件組成的，利用電化學傳感器測試、分析需測物的電化學性質。這種方法已經被應用于很多領域，比如食品工業、生物醫學研究和環境檢測等。綜合檢測物質的電化學性質時，是利用傳感器檢測和控制的，它具有多功能、智能性、準確度高的特點。目前，它在生活中得到了廣泛的應用。

1 新型電化學傳感器的發展現狀

隨著經濟全球化的快速發展，自然資源不斷被消耗，工業、農業、建筑業逐漸擴大規模，對城市和鄉村環境造成了不同程度的影響。在生產過程中，由于人們過多地追求工程結果，沒有將可持續發展的思想運用到生產中，從而出現了資源匱乏的情況，破壞了自然環境，影響到生態平衡。人們過度開采資源，將生產的工業廢渣肆意排放到自然中，造成了一系列的環境問題。這不僅阻礙了生產的可持續發展，還影響到人們的生活質量，威脅著人們的身體健康。面對這樣嚴峻的問題，需要提高對環境檢測的重視程度，將控制污染物排放與環境保護和人們生活質量聯系起來，這能在一定程度上推動社會的發展。在環境檢測的過程中，檢測技術的選用是關鍵，只有可靠、有效的檢測技術才可以保證人們的生命安全。調查國內外環境檢測技術時，總結了HPLC技術、氣相色譜技術等相關內容。雖然這些技術具有一定的優勢，但是，在實際使用過程中仍然存在不足之處，例如耗時、價格昂貴等。在生產實踐中，必須將經濟、環境、生產等條件相結合，全面研究，選擇最可行的技術。新型的電化學傳感器在分析和研究中具有很大的優勢，與傳統的環境監技術相比，通過優化實驗條件，利用新型電化學傳感器可以分析出污染物與其他物質之間的作用機理，并且可以節省較多的時間，快速收獲檢測結果，這對于環境檢測來說具有一定的實踐意義。

2 新型電化學傳感器的構建

電化學傳感器在環境檢測方面具有一定的優勢，將其與環境檢測聯系在一起時，需要全面、詳細地了解它。在環境檢測過程中，使用電化學傳感器還存在很多問題，具體有以下幾點：①很多傳感器的價格比較高，在選擇材料時，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，如果將其與環境檢測結合在一起時，就會產生污染物，最終危害環境。利用電化學傳感器檢測環境時，不能再次污染環境，不能影響到環境檢測的結果。因此，在構建新型電化學傳感器的過程中，要選擇合適的材料，要堅持“綠色、低廉、環保、無毒”的原則。②在制備傳感器材料時，它受到很多不同條件的制約，導致制備時間過長，并且操作步驟也相對復雜，加大了工作人員的工作量，為相關工作的順利進行帶來了很多的不便。值得的注意的是，在制備傳感器材料的過程中，會用到很多有毒的物質，比如肼等。這樣制備出的物質會威脅工作人員的生命安全，同時，也會影響環境質量，十分不利于分析、檢測。如果在制備材料的過程中涉及到毒性物質，當檢測結果表明有毒時，不論是環境問題，還是材料問題，都會直接影響測試結果的準確性。因此，在制備材料的過程中，需要優化傳感器制備材料的方法和過程，形成新型的電化學傳感器。③在應用電化學傳感器的過程中，存在很多不足。其中，傳感器對其性質的分析不夠全面，主要是因為靈敏度低、檢測限度比較高。這樣的問題會影響其在實際生產中的應用。針對這種問題，需要提高電化學傳感器的性質，使其具有更高的應用價值。

3 需要注意的問題

結合傳統電化學傳感器的不足，對其進行優化設計，研究出新型電化學傳感器，并將其應用于環境檢測中。根據國內外的調查和研究，全面了解了電化學傳感器，從制備的角度來看，需要采用綠色環保的材料，避免影響到環境檢測結果；從傳感器的性質角度來看，需要保證傳感器的高效、精準、安全等特征，將其有效應用于實踐中。將新型電化學傳感器應用于環境檢測中時，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固在傳感器上？怎樣快速檢測出環境中的污染物？

針對一系列問題，需要從構建材料、制備方法的角度出發，研制新型的電化學傳感器，并將其應用于環境監測中。從新型電化學傳感器構建材料的角度來看，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、環保、無毒”的原則，并根據實際情況投入檢測工作中。從新型電化學傳感器構建材料制備方法的角度來看，采用老式的制備方式，制備時間過長，并且操作步驟比較復雜。這樣，會加大工作人員的工作量，為其工作帶來不必要的麻煩。在制備傳感器材料的過程中，會涉及到很多有毒物質的制備。

4 結束語

綜上所述，人是通過五官來感知世界的，所以，可以利用仿生學原理設計和構建傳感器。傳感器作為一種接收信息的裝置，能收集數據，以便從中明確其發展規律。新型電化學傳感器具有簡單、高速、可適用性強等優點，因此，在實際應用的過程中，可以根據這些特點將其與環境檢測結合在一起。

參考文獻

[1]楊善麗.新型電化學傳感器的構建及其在環境檢測中的應用[D].長沙：湖南大學，2014.

[2]黃裕熙.新型電化學能源轉化反應中納米催化劑的設計、制備和應用[D].合肥：中國科學技術大學，2014.

〔編輯：白潔〕