想要有效預(yù)防水質(zhì)重金屬污染，相關(guān)技術(shù)人員要圍繞水質(zhì)重金屬污染程度制定出針對(duì)性的治理方案，水質(zhì)重金屬檢測(cè)直接影響到水環(huán)境的治理水平。本文重點(diǎn)介紹下微電極陣列、微絲電極、納米電極的制備與檢測(cè)技術(shù)。

微電極陣列

單個(gè)微電極的電流較低，由大量微電極共同組成的傳感器陣列，能夠讓電流信號(hào)翻倍，因此經(jīng)常采用微電極陣列控制好微電極之間的距離，避免出現(xiàn)微電極擴(kuò)散層重疊問題，充分發(fā)揮出微電極的傳質(zhì)能力。在進(jìn)行微電極陣列設(shè)計(jì)的過程中，采用的微加工工藝主要負(fù)責(zé)沉積薄膜和圖形生成兩大工作，通常采用蒸發(fā)、光刻、氧化、電鍍等多種形式。

蒸發(fā)工藝分為真空蒸發(fā)和電子蒸發(fā)，真空蒸發(fā)需要選擇電加熱與沉積得到的金屬絲，金屬冷凝會(huì)在基底的表面區(qū)域形成薄膜，或者通過電子束蒸發(fā)改變材料形成蒸汽，受到蒸發(fā)溫度的影響沉積在基底。通過蒸發(fā)處理，沉積金屬通過直流和射頻驅(qū)動(dòng)的方式，加速惰性離子，產(chǎn)生高能量等離子進(jìn)行濺射沉積處理。激光沉積作為一種新型的薄膜沉積技術(shù)，借助激光術(shù)與靶材之間的相互作用力，將等離子體在基底區(qū)域沉積成膜，通常被應(yīng)用到具有合成成分的薄膜制造中，傳統(tǒng)的物理沉積法雖然能夠解決薄膜生成問題，但同樣存在許多缺點(diǎn)和不足，采用化學(xué)沉積法，能夠激活物質(zhì)氣體，通過化學(xué)反應(yīng)沉積形成固體薄膜。與物理沉積法相比溫度較低，薄膜的厚度更加符合標(biāo)準(zhǔn)，薄膜十分均勻，能夠降低對(duì)基底的損傷，整體操作過程更為便捷。

微絲電極

微電極具有與常規(guī)電極不同的電化學(xué)特性，微絲電極的有效應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)水質(zhì)中汞和銅的電化學(xué)檢測(cè)，在電極制備的過程中將金絲放置在微量吸管中，將銅絲與金絲進(jìn)行有效連接，使金絲穿過微管，在石英爐中進(jìn)行尖端溶化，保證金絲的密封性，在微絲電極處理階段不需要進(jìn)行拋光處理，將微絲電極放入到乙醇中進(jìn)行超聲清洗，在完成去離子水沖洗后，借助循環(huán)伏安掃描直到生成穩(wěn)定的伏安曲線。例如：利用微絲電極進(jìn)行水質(zhì)金屬三價(jià)砷的質(zhì)量檢測(cè)，觀察三價(jià)砷的溶出伏安曲線，對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)工作曲線進(jìn)行樣品掃描，按照檢測(cè)步驟確定富集時(shí)間，通過對(duì)伏安曲線峰位觀察，分析在一定范圍內(nèi)的線性關(guān)系。微絲電極具有較低的檢測(cè)下限，能夠?qū)崿F(xiàn)多種重金屬的同時(shí)檢測(cè)，觀察實(shí)驗(yàn)階段殘余電流，降低檢測(cè)數(shù)值干擾，微絲電極的制備過程十分簡(jiǎn)便。

納米電極

納米電極整體尺寸不存在明確定義，納米電極作為電化學(xué)傳感器研究的重要領(lǐng)域，當(dāng)電極尺寸減小到納米時(shí)，會(huì)增加微電極的制作難度，釋放出的信號(hào)較弱，檢測(cè)過程會(huì)受到不同因素的干擾，納米材料和納米電極制備方法的創(chuàng)新研發(fā)，提高了實(shí)驗(yàn)儀器的整體性能。納米電極的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)在于，不會(huì)對(duì)被檢測(cè)生物造成損傷，傳質(zhì)速度較快，可以作為電化學(xué)反應(yīng)中速率常數(shù)的測(cè)量工具，納米生物傳感器中納米電極的應(yīng)用漸受到人們的關(guān)注。在進(jìn)行納米電極制備階段進(jìn)行納米電解，目前納米電極的制備已經(jīng)形成了環(huán)形、圓盤形等多種形狀，將金屬絲在腐蝕液中，加工處理納米針尖，納米電極陣列的制備方法具有多樣性的發(fā)展特點(diǎn)，可以通過電沉積進(jìn)行金屬沉積。

在微電極中納米電極的表征無法采用傳統(tǒng)的光學(xué)顯微鏡表征法，由于分辨率不足無法得到準(zhǔn)確的觀察結(jié)果，納米電極主要采用電子顯微鏡和電化學(xué)的方式進(jìn)行表征呈現(xiàn)，在觀測(cè)階段通常會(huì)造成不同程度的電極破壞，因此無法大規(guī)模常規(guī)性使用。通過電化學(xué)表征法借助氧化還原體系判斷電極表面的形態(tài)，在進(jìn)行納米帶電極陣列研發(fā)階段，在電極之間安裝絕緣材料，避免電極之間受到干擾。為了降低電極污染需要保證前端齊平，電極的尖端區(qū)域作為電極工作的重要區(qū)域，需要定期進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，采用惰性材料進(jìn)行基底層制作，電極材料以貴金屬和金屬合金為主，通過微加工工藝的有效應(yīng)用，制備納米帶電極陣列。