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        用于檢測(cè)痕量鉛離子的功能化反射結(jié)構(gòu)光纖干涉?zhèn)鞲衅?/h1>
        2024-07-18 00:00:00趙可劉震劉露遙余長(zhǎng)源潘競(jìng)順黃旭光
        物理化學(xué)學(xué)報(bào) 2024年4期

        摘要:鉛離子(Pb2+)是日常生活中常接觸的有毒重金屬污染物之一。本研究開發(fā)了一種新型反射式光纖干涉?zhèn)鞲衅?,用于檢測(cè)痕量鉛離子。該傳感器結(jié)構(gòu)由單模光纖、無芯光纖和細(xì)芯光纖(TCF)依次拼接而成。TCF的包層被氫氟酸部分腐蝕并涂覆功能化的水凝膠傳感膜。該傳感膜選用甲基丙烯酸2-羥基乙酯(2-HEMA)作為識(shí)別單體。2-HEMA中的氧原子能與Pb2+發(fā)生配體-受體相互作用,形成“-O-Pb-O-”交聯(lián)結(jié)構(gòu),從而改變TCF的新包層有效折射率。因此,可以通過觀察反射光譜中光信號(hào)的變化來檢測(cè)水溶液中Pb2+的濃度。所提出的傳感器具有很高的檢測(cè)靈敏度(1.926 × 109 nm?mol?1?L),其檢測(cè)極限為4.14 ppt (1 ng?L?1 = 1 ppt),比世界衛(wèi)生組織(WHO)規(guī)定的飲用水中Pb2+ (10 ppb,1 μg?L?1 = 1 ppb)濃度低1000倍。此外,利用一個(gè)方程組實(shí)現(xiàn)了該傳感器的溫度自校準(zhǔn)功能,成功地消除了環(huán)境溫度的干擾。由于該傳感器良好的特異性、穩(wěn)定性以及反射式結(jié)構(gòu),非常便于實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程檢測(cè),為環(huán)境和人類健康監(jiān)測(cè)提供了廣闊的前景。

        關(guān)鍵詞:鉛離子濃度;光學(xué)傳感;反射式干涉結(jié)構(gòu);光纖傳感器;溫度干擾

        中圖分類號(hào):O649

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