用于检测痕量铅离子的功能化反射结构光纤干涉传感器（英文）

铅离子(Pb²⁺)是日常生活中常接触的有毒重金属污染物之一。本研究开发了一种新型反射式光纤干涉传感器,用于检测痕量铅离子。该传感器结构由单模光纤、无芯光纤和细芯光纤(TCF)依次拼接而成。TCF的包层被氢氟酸部分腐蚀并涂覆功能化的水凝胶传感膜。该传感膜选用甲基丙烯酸2-羟基乙酯(2-HEMA)作为识别单体。2-HEMA中的氧原子能与Pb²⁺发生配体-受体相互作用,形成“-O-Pb-O-”交联结构,从而改变TCF的新包层有效折射率。因此,可以通过观察反射光谱中光信号的变化来检测水溶液中Pb²⁺的浓度。所提出的传感器具有很高的检测灵敏度(1.926×10⁹ nm·mol^-1·L),其检测极限为4.14 ppt (1 ng·L^-1=1 ppt),比世界卫生组织(WHO)规定的饮用水中Pb²⁺(10 ppb,1μg·L^-1=1 ppb)浓度低1000倍。此外,利用一个方程组实现了该传感器的温度自校准功能,成功地消除了环境...