什么叫離子傳感器

　　離子傳感器是利用離子選擇電極，將感受的離子量轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的傳感器。離子傳感器是溶液中特定離子濃度（活性）經(jīng)選擇計測而得的物質(zhì)，自開發(fā)以來至今已有20年了，在一切科學(xué)領(lǐng)域中都占有極其重要的地位。近年來由于半導(dǎo)體集成化技術(shù)的發(fā)展，離子傳感器也在朝著多樣化、智能遙測化方向前進(jìn)。

　　離子傳感器特性

　　膜材料尤其是感應(yīng)物質(zhì)的性質(zhì)對離子傳感器特性有極其密切的關(guān)系。至今關(guān)于離子傳感器的研究，全部集中在特性優(yōu)異的離子傳感器膜材料有哪些優(yōu)點上，首先在玻璃膜離子傳感器方面，由玻璃組分變化而得的傳感器對氫離子有選擇性，或?qū)A金屬離子有選擇性。也就是說，如增加玻璃中氧化鋁和氧化硼的含量，就成為由堿金屬離子引起感應(yīng)性的玻璃膜。由于PH測定用的玻璃電極不適用于含氟化物溶液的PH值，因此正在開發(fā)以陽離子交換膜作感應(yīng)膜的氫離子傳感器。

　　難溶性鹽膜離子傳感器使用各種銀鹽和硫化物。例如鹵素離子傳感器使用鹵化銀和硫化銀，而鹵化銀與硫化銀的混合比影響感應(yīng)膜的電阻值、光電效應(yīng)和膜硬度，結(jié)果將會使傳感器靈敏度和線性響應(yīng)范圍改變。應(yīng)該特別指出，這種難溶性鹽的制備方法對傳感器特性是一個很大的影響因素。在用沉淀法制取備時，可在銀鹽溶液中加入鹵素，或用相反的方法沉淀或用同時沉淀法制取混合銀鹽等等都是極其重要的。即使是重金屬離子傳感器情況，也建議用金屬粉與硫粉的混合物在硫化氫氣流中加熱的方法?？梢哉f，當(dāng)然也能得到金屬硫化物溶度低、靈敏度高的傳感器。

　　離子變換膜傳感器使用高分子量的季按鹽和金屬鰲合物，用這些在離解狀態(tài)下成為1價陽離子的物質(zhì)制取與測試對象的陽離子穩(wěn)定的離子對化合物。這里如生成的離子對化合物是穩(wěn)定的，就能得到靈敏度高的傳感器。所以通常說，感應(yīng)物質(zhì)分子量越高，傳感器靈敏度也就越高。但是，感應(yīng)物質(zhì)不僅影響傳感器特性，而且還對作為膜其余組成材料的溶劑性質(zhì)也有強(qiáng)烈的影響。離子交換膜傳感器中，膜固體化的傳感器特性與液體膜傳感器特性基本相同，然而必須充分注意膜固體化材料的選擇。使用最廣的是聚氯乙烯（PVC），但由于感應(yīng)物質(zhì)的種類不同，其與PVC混合性差的，膜的固化就不充分，傳感器特性也就不佳。作者用日本美術(shù)工藝品用的漆作膜固體化材料進(jìn)行研究。漆與感應(yīng)物質(zhì)的混合性很好，對傳感器耐久性的提高尤為有利。

　　中性載體膜離子傳感器的特性與用作感應(yīng)物質(zhì)的冠醚等的特性有關(guān)。較早使用的氨酸霉菌素是優(yōu)良的鉀離子感應(yīng)物質(zhì)，并據(jù)最近研究，雙冠醚化合物對堿金屬離子傳感器特性的改進(jìn)顯然有效。其理由是因為雙冠醚北合物形成與堿金屬離子穩(wěn)定的化合物。

　　氣透膜離子傳感器根據(jù)氣透膜孔徑和厚度確定氣體的選擇性。ISFET的特性主要受FET柵離子感應(yīng)膜特性支配，但離子感應(yīng)膜與柵表面的粘著性也很大程度上決定ISFET的特性。所以，探索粘附性好的膜材料或改進(jìn)黏著方法，對傳感器特性改進(jìn)都是必要的。酵素膜傳感器特性方面的最大課題是提高耐久性，在這一情況下，酵素本身的特性不及將酵素不失其功能地在膜中固定化的技術(shù)方面來得重要。為此在各種固定化方法上下功夫，這在葡萄糖傳感器方面雖已有相當(dāng)進(jìn)展，然而全面看來還不能說耐久性是足夠的。

　　離子傳感器的工作原理

　　離子傳感器是離子識別。即利用固定在敏感膜上的離子識別材料有選擇性地結(jié)合被傳感的離子，從而發(fā)生膜電位或膜電流的改變。離子選擇性電極（ISE）是常見的離子傳感器。