饮用水水质在线监测多参数集成微传感器研究
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:61671433
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:58.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:F0123.敏感电子学与传感器
- 结题年份:2020
- 批准年份:2016
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2017-01-01 至2020-12-31
- 项目参与者:佟建华; 高成耀; 李一锦; 周波; 沈海磊; 马灵威;
- 关键词:
项目摘要
In this project, the key technologies of multi-parameter integrated microsensor will be researched for online distributed drinking water quality monitoring. The sensing materials, sensing mechanism and fabrication techniques of pH, ORP, nitrate, temperature and electrical conductivity will be studied. Multi-parameter integrated microsensor based on MEMS will be developed to overcome the problems of traditional sensors, such as big in size, high power consumption, detection by discrete devices, frequent maintenance, with secondary pollution, etc. Solid-state multi parameter sensitive electrode and the reference electrode will be developed by researching on novel nano oxide materials and by researching on the fabrication and packaging method of solid electrolyte in the micro scale. The characters of anti pollution, selectivity and stability of the microsensor could be improved by exploring the synergistic sensitization mechanism of composite nano materials. Nitrate could be directly detected in drink water by using micro nano composite structure to promote the electron transfer efficiency of electrochemical electrodes. The method of multi-parameter on-line mutual calibration can be established by studying the method of multi-parameter integration and multi-sensor fusion . And the detection accuracy of the sensor can be improved. To improve the stability of the sensor, the on-line renewal method of the electrode will be studied. Miniaturized solid state multi-parameter integrated water quality online monitoring sensor and system with good performance of anti pollution and stability will be developed, which will provide effective technical support for the continuous online monitoring of the drinking water.
面向饮水安全分布式在线监测需求,针对饮用水关键指标pH、ORP、硝酸盐、温度、电导率,对多参数集成微传感器的关键技术开展研究。通过对传感器敏感材料、敏感机理以及制备工艺的研究,结合微加工技术,研制多参数集成的水质在线监测传感器,克服现有传感器体积大、功耗高、分立检测、维护频繁、存在二次污染等诸多问题。探索新型氧化物纳米材料以及电解质微尺度区域固相化加工、封装方法,实现全固态的多参数敏感电极和参比电极;探索复合纳米材料的协同增敏机制,提高抗污染、选择性和稳定性;利用微纳复合结构对电化学电极电子传递效率的促进作用,实现水中硝酸盐离子的直接检测;研究多参数集成与功能融合方法,研究并建立多参数在线相互校准的方法,提高测试的准确性;研究电极表面在线更新的方法,提高系统的稳定性;最终研制出微型化、全固态、抗污染、稳定性好的多参数集成水质在线监测传感器与系统,为饮用水的在线连续监测提供有效的技术支撑。
结项摘要
课题面向饮用水水质的现场、在线监测需求,针对水质关键指标,对多参数集成微传感器的关键技术开展研究。课题研究了多参数水质监测传感器的敏感机理和信号转换机制,研究水质检测敏感材料以及简单、可控的敏感膜制备方法,研究多参数传感器结构、材料、加工方法的兼容化和协同化设计,结合微加工技术,研制了水质多参数集成微传感芯片,集成pH敏感电极、固态参比电极,以及电导率、温度、氧化还原电位(ORP)传感电极以及超微阵列电极,其中超微阵列电极根据敏感膜修饰的不同能够实现硝酸盐、溶解氧、重金属铜离子等的检测。研制的水质多参数集成微传感器与系统提高了水质检测传感器的集成度,克服了现有检测系统体积大、功耗高、分立检测、存在二次污染等问题,为水质的现场快速检测提供了一种有效的技术。
项目成果
期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(3)
专利数量(1)
A wavelength-modulated localized surface plasmon resonance (LSPR) optical fiber sensor for sensitive detection of mercury(II) ion by gold nanoparticles-DNA conjugates
波长调制局域表面等离子体共振 (LSPR) 光纤传感器,用于通过金纳米粒子-DNA 缀合物灵敏检测汞 (II) 离子
- DOI:10.1016/j.bios.2018.05.004
- 发表时间:2018-08-30
- 期刊:BIOSENSORS & BIOELECTRONICS
- 影响因子:12.6
- 作者:Jia, Shuo;Bian, Chao;Xia, Shanhong
- 通讯作者:Xia, Shanhong
Palladium-Gold Modified Ultramicro Interdigital Array Electrode Chip for Nitrate Detection in Neutral Water
用于中性水中硝酸盐检测的钯金修饰超微叉指阵列电极芯片
- DOI:10.3390/mi10040223
- 发表时间:2019
- 期刊:Micromachines
- 影响因子:3.4
- 作者:Zhao Shanshan;Tong Jianhua;Li Yang;Sun Jizhou;Bian Chao;Xia Shanhong
- 通讯作者:Xia Shanhong
Fabrication of a Miniature Multi-Parameter Sensor Chip for Water Quality Assessment.
用于水质评估的微型多参数传感器芯片的制作
- DOI:10.3390/s17010157
- 发表时间:2017-01-14
- 期刊:Sensors (Basel, Switzerland)
- 影响因子:--
- 作者:Zhou B;Bian C;Tong J;Xia S
- 通讯作者:Xia S
磁溅射纸基电极-方波脉冲检测铜离子
- DOI:--
- 发表时间:2018
- 期刊:环境化学
- 影响因子:--
- 作者:王晓青;孙楫舟;佟建华;关昕;边超;夏善红
- 通讯作者:夏善红
A MEMS-Based Multi-Parameter Integrated Chip and Its Portable System for Water Quality Detection
基于MEMS的多参数集成芯片及其便携式水质检测系统
- DOI:10.3390/mi11010063
- 发表时间:2020-01-01
- 期刊:MICROMACHINES
- 影响因子:3.4
- 作者:Wu, Ziyue;Wang, Jiaqi;Xia, Shanhong
- 通讯作者:Xia, Shanhong
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其他文献
基于双层电化学结构的安培免疫微
- DOI:--
- 发表时间:--
- 期刊:仪表技术与传感器,2006,(1):1-3。
- 影响因子:--
- 作者:边超;许媛媛;孙红光;陈绍凤
- 通讯作者:陈绍凤
基于MEMS技术的安培酶免疫传感器
- DOI:--
- 发表时间:--
- 期刊:电子与信息学报,2006,28(11):2195-2198。(EI)
- 影响因子:--
- 作者:边超;许媛媛;孙红光;张虹;陈
- 通讯作者:陈
基于紫外热消解的小型自动化总磷检测系统
- DOI:--
- 发表时间:2015
- 期刊:太赫兹科学与电子信息学报
- 影响因子:--
- 作者:宋钰;边超;李洋;李恒;孙楫舟;佟建华;夏善红
- 通讯作者:夏善红
新甲型H1N1流感病毒血凝素基因(HA)突变网络结构
- DOI:10.1360/csb2009-54-12-1645
- 发表时间:2009-06
- 期刊:科学通报
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- 作者:吴凡;边超;郭亚军;丁国徽;李亦学;金维荣;熊慧;车小燕;杨忠;黄忠;王红艳;流感研究上海协作组;何云刚;孙兵;王小宁;蓝柯;钟扬;戴建新;王学才;王皓
- 通讯作者:王皓
基于Ppy敏感膜的pH-ISFET研制
- DOI:--
- 发表时间:--
- 期刊:仪器仪表学报,2006,27(6增):1065-1066。(EI)
- 影响因子:--
- 作者:汪祖民;孙红光;韩泾鸿;边超
- 通讯作者:边超
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