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生化需氧量,简称BOD(Biochemical Oxygen Demand),是反映水体有机污染程度的重要指标,由微生物降解水中有机物所消耗的溶解氧量表示。标准检测方法为五日法和微生物电极法。前者操作复杂,测量周期长;后者测量周期短,可实现自动化检测,但是存在信号漂移问题。光电复合BOD检测的方法有望解决此问题并保持快速和自动化的优势。该方法是在微生物电极法的基础上引入全内反射椭偏光学采样,在光电复合BOD检测中可同时获得相应的光电响应信号。但是,前期工作中光信号信噪比较低,难以与电信号匹配。因此,要实现光电复合BOD检测,需提高光信号的信噪比。考虑引入化学性质稳定的光学氧敏感膜对电极进行修饰。聚苯胺因满足上述要求且原料易得、制备条件简单而成为最佳选择。 本文将聚苯胺引入光电复合BOD检测中,为此需要解决以下问题:如何制备出与倏逝波探测相匹配的聚苯胺修饰电极;聚苯胺修饰电极可否放大溶氧检测信号;评价和测试聚苯胺修饰电极在溶氧和BOD检测中的功效及作用。针对这些问题,本文调研关于聚苯胺膜制备、光电性质及溶氧检测相关的文献,尝试在金膜表面制备出与倏逝波探测相匹配的聚苯胺膜层,判断其是否对溶氧有光电响应。获得聚苯胺修饰电极对溶氧响应的光电信号,进而优化溶氧检测的电设置条件,获得最佳的光电响应信号。在此基础上,进行0~16 mg L-1溶氧浓度范围内的溶氧检测,获得光电响应信号相一致的检测结果。进一步探讨了铁卟啉掺杂的聚苯胺修饰电极对溶氧响应信号的提升。最后,在确定聚苯胺修饰电极对溶氧检测信号提升的基础上,引入类似B-1型微生物膜电极法的微生物膜,试验了光电复合BOD检测,实现了地表Ⅰ~Ⅴ类水浓度范围内光电复合BOD检测。此外,在聚苯胺膜层中掺入铁卟啉进一步提升了Ⅰ~Ⅴ类水浓度范围内聚苯胺修饰电极对BOD的光电响应。