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原文传递一种便携式砷含量快速检测系统及检测方法

专利名称：	一种便携式砷含量快速检测系统及检测方法
摘要：	本发明涉及农业水污染快速检测领域，具体为一种便携式砷含量快速检测系统及检测方法，包括水样流入口、特氟龙管、固体药品进样口、传输光纤、导气管、微型臭氧发生器、氢化物发生池、水样流出口、废液桶、光纤光谱仪、固体药品。本发明通过氧化还原反应将待测样品中的砷元素转化为挥发性氢化物砷化氢，基于臭氧诱导化学发光技术，使得臭氧与砷化氢混合反应产生化学发光信号，通过对光信号的检测分析并与标准数据库对照来确定砷元素含量。本发明的制备步骤以及工艺简单，结构精巧便携且可重复使用，不需要外加激发光源，不需要大量液体试剂，能够实现砷含量的快速准确检测。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	浙江;33
申请人：	中国计量大学
发明人：	陈慧芳;宁春阳;李佳怡
专利状态：	有效
申请日期：	2023-07-25T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-24T00:00:00+0800
申请号：	CN202310915431.X
公开号：	CN117110210A
分类号：	G01N21/25;G01N21/76;G;G01;G01N;G01N21;G01N21/25;G01N21/76
申请人地址：	310018 浙江省杭州市钱塘区学源街中国计量大学
主权项：	1.一种便携式砷含量快速检测系统及检测方法，其特征在于：该检测系统包括水样流入口(1)、特氟龙管(2)、固体药品进样口(3)、传输光纤(4)、导气管(5)、微型臭氧发生器(6)、氢化物发生池(7)、水样流出口(8)、废液桶(9)、光纤光谱仪(10)、固体药品(11)；待测样品通过水样流入口(1)进入氢化物发生池(7)，待其注满后，将预先制备好的固体药品(11)通过固体药品进样口(3)投放到氢化物发生池(7)，待测样品与固体药品(11)发生化学反应生成挥发性气体砷化氢渗透到特氟龙管(2)内，同时打开微型臭氧发生器(6)，产生的臭氧通过导气管(5)输送到特氟龙管(2)中，臭氧在特氟龙管(2)中与砷化氢发生氧化还原反应产生光信号，光纤光谱仪(10)通过分析传输光纤(4)接收到的光信号强度并与标准数据库对照从而获得砷含量，测量结束后废液通过水样流出口(8)流入废液桶(9)。 2.根据权利要求1所述的一种便携式砷含量快速检测系统，其特征在于：所述水样流入口(1)、水样流出口(8)、固体药品进样口(3)均带有开关，直径为5mm。 3.根据权利要求1所述的一种便携式砷含量快速检测系统，其特征在于：所述特氟龙管(2)采用高气体渗透率的特氟龙材料制成，内径8mm，外径10mm，长度50mm。 4.根据权利要求1所述的一种便携式砷含量快速检测系统，其特征在于：所述传输光纤(4)纤芯直径600μm，包层直径960μm，传输光纤(4)一端透过氢化物发生池(7)侧壁连接特氟龙管(2)，另一端连接光纤光谱仪(10)，传输光纤(4)与特氟龙管(2)、传输光纤(4)与氢化物发生池(7)侧壁间通过环氧树脂AB胶密封连接。 5.根据权利要求1所述的一种便携式砷含量快速检测系统，其特征在于：所述导气管(5)内径5mm，外径8mm，导气管(5)一端连接微型臭氧发生器(6)，另一端透过氢化物发生池(7)侧壁与其内的特氟龙管(2)相连，导气管(5)与特氟龙管(2)、导气管(5)与氢化物发生池(7)侧壁间通过环氧树脂AB胶密封连接。 6.根据权利要求1所述的一种便携式砷含量快速检测系统，其特征在于：所述微型臭氧发生器(6)利用高压放电原理将氧气转化为臭氧，臭氧产量约为1000mg/h，大小为60×30×30mm，整个过程中微型臭氧发生器(6)处于打开状态。 7.根据权利要求1所述的一种便携式砷含量快速检测系统，其特征在于：所述氢化物发生池(7)外形为底部宽顶部窄的凸起形，内部涂覆聚四氟乙烯涂层，材料为ABS塑料，底部尺寸为60×30mm，高度为40mm，底部尺寸与微型臭氧发生器(6)底部端面尺寸相同，氢化物发生池(7)底部与微型臭氧发生器(6)底部通过环氧树脂AB胶胶合。 8.根据权利要求1所述的一种便携式砷含量快速检测系统，其特征在于：所述光纤光谱仪(10)工作波段为200nm-1100nm，接收臭氧与砷化氢发生氧化还原反应产生的光信号。 9.根据权利要求1所述的一种便携式砷含量快速检测系统，其特征在于：所述固体药品(11)为预制的通过压缩制备的混有乙二胺四乙酸二钠粉末(0.16g)、酒石酸粉末(4.8g)和硼氢化钠粉末(0.4g)的扁圆薄片形固体药品。 10.根据权利要求1所述的一种便携式砷含量快速检测方法，其特征在于：所述标准数据库作为定量分析标准，通过与标准数据库对照从而获得砷含量。所述标准数据库的建立方法如下： (1)分别配置好浓度为50、100、150、200、250、300μg/L的砷标准液。 (2)向装置内注入标准液，待其注满后，向装置内投放预制的固态药品，同时打开微型臭氧发生器和光纤光谱仪，记录光谱仪接收到的光谱。 (3)每个浓度的砷标液连续测量3次，取化学发光信号峰面积或峰高其平均值作为最终测量结果，以线性函数拟合砷浓度与化学发光信号强度，获得两者之间数量关系作为标准数据库，即成为测量时定量分析的依据。