本发明涉及分析检测，具体涉及一种硝酸根微探针传感器及其制备方法和应用。
背景技术：
1、硝酸盐在生态系统氮循环中扮演着重要角色，是植物生长过程中的主要营养盐成分之一，同时还是一种重要化工原料。然而，随着工农业的快速发展过程中，污废水的超标排放以及化肥的大量施用，导致水体硝酸盐污染问题日益严峻。当水体中硝酸盐浓度过高时，会引发水体富营养化，破坏生态平衡，危害工农业的发展与人类健康等。目前，针对水中硝酸盐污染的处理方法主要包括物理、化学和生物处理方法，如吸附、反渗透、化学还原与微生物反硝化等。在各类处理方法中，为了更好地优化反应体系设计与评价处理效能，往往需要对反应体系中的硝酸盐浓度进行监测。因此，针对水体及各类硝酸盐污染处理方法中的硝酸盐浓度监测至关重要。
2、目前，水体中硝酸盐的常用检测方法主要有：分光光度法、化学法和色谱法等。但是，上述方法通常需要将水体样品取回实验室，然后进行一定的前处理后才能分析，整个分析过程耗时耗力且容易产生样品质变从而导致无法还原样品真实状况。此外，在某些硝酸盐降解方法的反应过程中，由于样品量较少、取样困难、反应过程动态变化等原因，常规的检测方法则难以实现监测需求。如，应用生物膜法降解水中硝酸盐时，生物膜内的硝酸盐浓度随空间位置是实时动态变化的，通过常规取样检测方法无法实现对生物膜内硝酸盐浓度的原位实时监测，而这对深入解释生物膜的降解机制、提升生物膜处理效率和优化反应器调控设计与运行尤为必要。因此，研发一种能够实现对水体及各类硝酸盐污染处理方法中硝酸盐浓度的原位实时监测技术与方法具有重要的科学与现实意义。
技术实现思路
1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种硝酸根微探针传感器及其制备方法和应用。本发明提供的硝酸根微探针传感器能够实现对硝酸根的原位实时监测。
2、为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
3、本发明提供了一种硝酸根微探针传感器，包括滴管型玻璃外壳、饱和kcl溶液、硝酸根离子载体膜和ag/agcl电极；
4、所述滴管型玻璃外壳设置有楔形段，所述楔形段包括依次设置的第一段、第二段和尖端段；
5、所述尖端段为疏水性或非疏水性，所述尖端段设置有硝酸根离子载体膜；
6、所述滴管型玻璃外壳的管口密封；
7、所述ag/agcl电极的一端位于所述楔形段，另一端位于所述滴管型玻璃外壳的外部；
8、所述饱和kcl溶液填充在所述滴管型玻璃外壳内。
9、优选地，所述硝酸根离子载体膜的长度为100～300μm。
10、优选地，所述ag/agcl电极的直径为0.5～1mm；所述ag/agcl电极的尖端与硝酸根离子载体膜的间距为10～30mm。
11、优选地，所述尖端段的直径为10～50μm；
12、所述第二段具有疏水性；所述第二段的长度为1～2cm。
13、优选地，所述滴管型玻璃外壳的材质包括硼硅酸盐玻璃或铝硅酸盐玻璃。
14、本发明提供了上述技术方案所述硝酸根微探针传感器的制备方法，包括以下步骤：
15、将滴管型玻璃外壳的尖端段进行疏水改性，在所述尖端段内注入硝酸根离子载体膜溶液后固化，形成硝酸根离子载体膜，在玻璃外壳内注入饱和kcl溶液，插入ag/agcl电极，对滴管型玻璃外壳的管口进行密封，得到所述硝酸根微探针传感器。
16、优选地，所述疏水改性采用的疏水改性剂包括硅烷基化合物；
17、所述疏水改性的温度为110～200℃，时间为15～60min。
18、本发明还提供了上述技术方案所述硝酸根微探针传感器或上述技术方案所述制备方法制得的硝酸根微探针传感器在硝酸根检测中的应用。
19、本发明还提供了一种水体中硝酸根的检测方法，包括以下步骤：
20、将毫伏计分别连接硝酸根微探针传感器上端露出的ag/agcl电极和参比电极，将硝酸根微探针传感器插入待测水体中测量电位差，得到硝酸根的检测结果；所述硝酸根微探针传感器为上述技术方案所述硝酸根微探针传感器或上述技术方案所述制备方法制得的硝酸根微探针传感器。
21、优选地，所述待测水体中硝酸根的浓度为0～25mgn/l。
22、本发明提供的硝酸根微探针传感器能够实现对实际水体不经过前处理的情况下直接测定以及原位实时监测，避免了传统测样模式下复杂的“取样-前处理-测定”过程；同时能够实现对生物膜内不同位置处的硝酸根浓度进行原位实时监测，对深入解释生物膜的降解机制、提升生物膜处理效率和优化反应器调控设计与运行提供了理论依据。本发明提供的硝酸根微探针传感器具有良好的精准度，且对硝酸根的浓度检测结果准确度高，对实现水体及各类硝酸盐污染处理方法中硝酸盐浓度的原位实时监测具有重要的科学与现实意义。
23、本发明提供了上述技术方案所述硝酸根微探针传感器的制备方法，本发明提供的制备方法，工艺简单，操作简单，成本低，适宜工业化生产。
1.一种硝酸根微探针传感器，包括滴管型玻璃外壳、饱和kcl溶液、硝酸根离子载体膜和ag/agcl电极；
2.根据权利要求1所述的硝酸根微探针传感器，其特征在于，所述硝酸根离子载体膜的长度为100～300μm。
3.根据权利要求1所述的硝酸根微探针传感器，其特征在于，所述ag/agcl电极的直径为0.5～1mm；所述ag/agcl电极的尖端与硝酸根离子载体膜的间距为10～30mm。
4.根据权利要求1所述的硝酸根微探针传感器，其特征在于，所述尖端段的直径为10～50μm；
5.根据权利要求1～4任一项所述的硝酸根微探针传感器，其特征在于，所述滴管型玻璃外壳的材质包括硼硅酸盐玻璃或铝硅酸盐玻璃。
6.权利要求1～5任一项所述硝酸根微探针传感器的制备方法，包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述疏水改性采用的疏水改性剂包括硅烷基化合物；
8.权利要求1～5任一项所述硝酸根微探针传感器或权利要求6～7任一项所述制备方法制得的硝酸根微探针传感器在硝酸根检测中的应用。
9.一种水体中硝酸根的检测方法，包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的检测方法，其特征在于，所述待测水体中硝酸根的浓度为0～25mgn/l。
