劑變色的pH 值范圍內(nèi)pH值和吸光度呈線性關系。檢測的pH值僅取決于吸光度比值R這一單一參數(shù)，顯色 劑濃度不會影響檢測值，可以有效避免指示劑泄漏造成的基線漂移。
[0099]最后應說明的是：以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案，而非對其限制;盡管 參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可 以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換； 而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術方案的精神和 范圍。
【主權項】
1. 一種基于敏感膜在線檢測水體pH值的方法，其特征在于，包括以下步驟： 1) 制備敏感膜； 2) 配置pH值不同的緩沖溶液，將步驟1)制備的敏感膜置于緩沖溶液中，測量并獲取步 驟1)制備的敏感膜的吸收光譜，并根據(jù)所述敏感膜的吸收光譜獲取敏感膜的堿態(tài)最大吸收 波長λ?和酸態(tài)最大吸收波長λ2，獲得波長λ#Ρλ2時分別對應的吸光度Al、A2 ; 3) 當緩沖溶液pH=ll-13時，步驟2)獲取的吸光度六^知分別記為MdAKd 當緩沖溶液pH=4-6時，步驟2)獲取的吸光度六^知分別記為ΜΗΓ)、Α2(ΗΓ); 利用式 θ? = ει(ΗΓ)/ε2(ΗΓ)=Αι(ΗΓ)/Α2(ΗΓ), θ2 = ει(Ι2-)/ε2(ΗΓ)=Αι(Ι2^)/Α2(ΗΓ), Θ3 = ε2(12-)/ε2(ΗΙ - )=Α2(Ι2-)/Α2(ΗΙ - )， 獲得摩爾吸光系數(shù)比值ei、e2、e3; 4) 將步驟1)制備的敏感膜分別置于pH = 6-ll的緩沖溶液中，得到多組吸光度比值R，R = Al/A2；利用步驟3)得到的摩爾吸光系數(shù)比值ei、e 2、edP 步驟4)得到的多組吸光度比值R制備線性回歸曲線，獲得線性回歸曲線的斜率1/n和截距 pKa； 6) 將步驟1)獲得的敏感膜浸入待測水體，獲得波長λ#Ρλ2時分別對應的吸光度A1X、A 2X， 得到當前條件下的吸光度比值Rx，Rx=Aix/A2x ; 7) 將步驟3)獲得的摩爾吸光系數(shù)比值ei、e2、e3，步驟5)獲得的斜率1 /η和截距pKa，步驟 6)獲得的吸光度比值Rx代入，得到待測水體的pH值。2. 根據(jù)權利要求1所述的基于敏感膜在線檢測水體pH值的方法，其特征在于： 通過溶膠-凝膠法制備敏感膜，具體包括以下步驟： a. 分別量取蒸餾水、無水乙醇、HC1、表面活性劑和正硅酸乙酯，稱取pH敏感試劑，混合 后在室溫下攪拌至澄清； b. 將步驟a所獲得的溶膠液老化1至7天； c. 通過旋轉(zhuǎn)涂覆法或浸滯提拉法，利用步驟b所獲得的老化后的溶液在玻璃片上制備 凝膠膜;制備前，對玻璃片表面進行清洗活化； d. 清洗烘干溶膠-凝膠涂覆的玻璃膜，獲得敏感膜。3. 根據(jù)權利要求1所述的基于敏感膜在線檢測水體pH值的方法，其特征在于，測量敏感 膜的吸收光譜具體包括以下步驟： e. 配置pH值為5-12的緩沖溶液，并利用玻璃pH計校正； f. 將制備的敏感膜分別置于容納有不同pH值的緩沖溶液的比色皿中，利用分光光度計 或光譜儀進行測量，得到敏感膜在不同pH值條件下的敏感膜光譜； g. 根據(jù)所述敏感膜光譜觀察制備的敏感膜的堿態(tài)最大吸收波長h和酸態(tài)最大吸收波長 入2〇4. 根據(jù)權利要求1所述的基于敏感膜在線檢測水體pH值的方法，其特征在于，采用所述 步驟3)獲取測量參數(shù)時，具體還包括以下步驟： i .將敏感膜浸入容納有緩沖溶液的器皿中，其中制備所述敏感膜所用的pH敏感試劑為 二元酸，緩沖溶液pH= 12;光源提供第一、二、三路穩(wěn)定光源輸出，其中第一路穩(wěn)定光源輸出 的波長等于所述敏感膜的堿態(tài)最大吸收波長，第二路穩(wěn)定光源輸出的波長等于所述敏感膜 的酸態(tài)最大吸收波長，第三路穩(wěn)定光源輸出的波長等于參比波長;計算參比光路對應光強 1八〇、18〇、1^和測量光路對應光強"1、181、1。1 ;計算吸光度41(12_)和42(12_)，其中i i .將敏感膜浸入容納有緩沖溶液的器皿中，緩沖溶液pH= 5;光源提供第一、二、三路穩(wěn)定 光源輸出，第一路穩(wěn)定光源輸出的波長等于所述敏感膜的堿態(tài)最大吸收波長，第二路穩(wěn)定光源 輸出的波長等于所述敏感膜的酸態(tài)最大吸收波長，第三路穩(wěn)定光源輸出的波長等于參比波長； 計算參比光路對應光強Iaq、Ibq、I〇)和測量光路對應光強^、-、〖^計算吸光度六"!^#^；[；[；[.計算摩爾吸光系數(shù)比值61、62、63，其中61=厶1(!11 - )/^2(111 - )，62 =厶1(12-)/^2〇11 -)， e3 = A2(I2-)/Α2(ΗΓ); iv.獲取吸光度比值R;將敏感膜分別浸入多個容納有緩沖溶液的器皿中，其中緩沖 溶液pH = 6~11;光源分別提供第一、二、三路穩(wěn)定光源輸出，第一路穩(wěn)定光源輸出的波長 等于所述敏感膜的堿態(tài)最大吸收波長，第二路穩(wěn)定光源輸出的波長等于所述敏感膜的酸 態(tài)最大吸收波長，第三路穩(wěn)定光源輸出的波長等于參比波長；計算多組參比光路對應 光強I A0、I B0、I⑶和測量光路對應光強I a、I B、IC ;計算多組吸光度六：、A2，其中膜在不同pH值緩沖溶液中的多組吸光度比值R，R=AVA2。5. -種采用如權利要求1至4任一項所述的基于敏感膜在線檢測水體pH值方法的檢測 裝置，包括光源組件、光路組件、信號采集組件和控制組件;其特征在于，還包括和外界水體 接觸的第一密封腔體和第二密封腔體，以及設置有pH敏感試劑的敏感膜;其中， 所述光源組件設置在所述第一密封腔體中，用于提供多個波長的穩(wěn)定光源輸出； 所述光路組件包括與所述穩(wěn)定光源輸出對應設置的濾光片、聚光透鏡、光耦合器、光纖 和光學窗口；其中，所述光學窗口包括第一光學窗口和第二光學窗口，分別嵌入在第一密封 腔體和第二密封腔體的對應側(cè)壁上;所述聚光透鏡包括第一聚光透鏡和第二聚光透鏡，所 述第一聚光透鏡和第二聚光透鏡分別設置在第一密封腔體和第二密封腔體內(nèi)；所述光源組 件發(fā)出的光經(jīng)濾光片、光親合器后分為兩部分，一部分為測量光，依次經(jīng)第一聚光透鏡、第 一光學窗口、外界水體后射入敏感膜;經(jīng)過所述敏感膜的光線依次經(jīng)過第二光學窗口、第二 聚光透鏡后射向信號采集組件;另一部分為參比光，經(jīng)光纖傳導后射向信號采集組件； 所述信號采集組件設置在所述第二密封腔體中，用于進行光電轉(zhuǎn)換并輸出檢測信號至 控制組件； 所述控制組件用于接收信號采集組件輸出的檢測信號并在線計算外界水體的pH值。6. 根據(jù)權利要求5所述的檢測裝置，其特征在于，所述敏感膜設置在第一密封腔體和第 二密封腔體之間且固定在所述第一光學窗口、第二光學窗口、石英或玻璃上。7. 根據(jù)權利要求6所述的檢測裝置，其特征在于，所述光源組件提供的第一路穩(wěn)定光源 輸出的波長等于所述敏感膜的堿態(tài)最大吸收波長，第二路穩(wěn)定光源輸出的波長等于所述敏 感膜的酸態(tài)最大吸收波長，第三路穩(wěn)定光源輸出的波長等于所述敏感膜完全無吸收的波 長。8. 根據(jù)權利要求7所述的檢測裝置，其特征在于，所述濾光片包括與光源組件對應的第 一窄帶濾光片、第二窄帶濾光片以及第三窄帶濾光片；其中所述第一窄帶濾光片的中心波 長等于堿態(tài)最大吸收波長，第二窄帶濾光片的中心波長等于酸態(tài)最大吸收波長，第三窄帶 濾光片的中心波長等于第三路穩(wěn)定光源的中心波長。9. 根據(jù)權利要求8所述的檢測裝置，其特征在于，所述信號采集組件包括光電二極管、 CCD和/或光電倍增管;所述光源組件包括獨立設置的LED燈、激光和/或鹵素燈。10. 根據(jù)權利要求5至9任一項所述的檢測裝置，其特征在于，所述pH敏感試劑為酚紅、 中性紅、間甲酚紫或酚酞。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種基于敏感膜在線檢測水體pH值的方法，包括以下步驟：制備敏感膜；配置pH值不同的緩沖溶液，獲取敏感膜的吸收光譜；計算摩爾吸光系數(shù)比值e1、e2、e3和多組吸光度比值R；利用摩爾吸光系數(shù)比值和多組吸光度比值制備線性回歸曲線，獲得線性回歸曲線的斜率1/n和截距pKa；將敏感膜浸入待測水體，計算當前條件下的吸光度比值R；將摩爾吸光系數(shù)比值e1、e2、e3，斜率1/n和截距pKa，當前條件下的吸光度比值RX代入公式，計算出待測水體的pH值。本發(fā)明同時還提出一種基于敏感膜在線檢測水體pH值的檢測裝置。本發(fā)明具有檢測精度高且使用靈活的優(yōu)點。
【IPC分類】G01N21/31
【公開號】CN105675521
【申請?zhí)枴緾N201610225483
【發(fā)明人】王洪亮, 趙月霞, 丁忠軍, 劉保華
【申請人】國家深?；毓芾碇行?br>【公開日】2016年6月15日
【申請日】2016年4月12日