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) |
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作者姓名: | 赵可 刘震 刘露遥 余长源 潘竞顺 黄旭光 |
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作者单位: | 1. 华南师范大学,广东省纳米光子功能材料与器件重点实验室;2. 香港理工大学电子与信息工程系 |
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基金项目: | the National Key Research and Development Program of China(2021YFB2900900);;the National Natural Science Foundation of China(62105379)~~; |
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摘 要: | 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...
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关 键 词: | 铅离子浓度 光学传感 反射式干涉结构 光纤传感器 温度干扰 |
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