22583.微型化氣體放電發(fā)射光譜系統(tǒng)的初步研究

1、分類號(hào)：O659密級(jí)：碩士學(xué)位論文碩士學(xué)位論文微型化氣體放電發(fā)射光譜系統(tǒng)的初步研究微型化氣體放電發(fā)射光譜系統(tǒng)的初步研究ThePreliminaryResearchontheMiniaturizationGasDisgeEmissionSpectrumSystem申請(qǐng)人姓名申請(qǐng)人姓名：閆蓓指導(dǎo)教師指導(dǎo)教師：申麗華申麗華專業(yè)名稱專業(yè)名稱：應(yīng)用化學(xué)應(yīng)用化學(xué)研究方向研究方向：氣體傳感氣體傳感西安科技大西安科技大學(xué)二○一五年一五年六月論文題目：微

2、型化氣體放電發(fā)射光譜系統(tǒng)的初步研究專業(yè)：應(yīng)用化學(xué)碩士生：閆蓓（簽名）指導(dǎo)教師：申麗華（簽名）摘要工業(yè)環(huán)境中對(duì)可燃或有毒氣體泄漏的有效檢測可以防止發(fā)生爆炸、火災(zāi)、中毒等事故，從而保障安全生產(chǎn)。因此，實(shí)時(shí)監(jiān)測有毒有害氣體十分重要。目前，氣體傳感器多采用電壓、電流和電導(dǎo)率等電信號(hào)作為檢測手段，此類傳感器或存在選擇性差，靈敏度低等不足，或受溫度和濕度等一些因素的影響限制。本論文以氣體放電過程中產(chǎn)生的光信號(hào)為檢測信號(hào)，構(gòu)建了一個(gè)微型化的便攜的氣體

3、放電發(fā)射光源裝置，為分析物的檢測提供一種新的測定手段。建立了一套直流放電產(chǎn)生氮?dú)獾入x子體裝置，該裝置以碳納米管修飾ITO電極為陽極，鋁平板為陰極，兩極間距~80m。在室溫低電壓(低于150V)對(duì)氮?dú)膺M(jìn)行氣體放電，記錄氮?dú)獍l(fā)射光譜，對(duì)其發(fā)射光譜中的譜線波長和強(qiáng)度進(jìn)行了分析研究。考察了氧氣與氫氣對(duì)氮?dú)獍l(fā)射光譜的影響。碳納米管修飾的ITO電極能使擊穿電壓降低，在10V電壓下，考察發(fā)現(xiàn)光強(qiáng)與氮?dú)鉂舛染€性相關(guān)，證明了此方法的可行性。采用微波合成法

4、制備了PtCNTs納米復(fù)合材料，并用TEM對(duì)其進(jìn)行了表征。用PtCNTs納米復(fù)合材料修飾FTO電極進(jìn)行氣體放電，發(fā)現(xiàn)PtCNTs納米復(fù)合材料修飾電極后，對(duì)氫氣進(jìn)行測量的精確度和線性相關(guān)性明顯提高，考察了外加電壓、電極距離、氣體流速和不同材料修飾電極對(duì)氫氣放電發(fā)射光譜中Hα656特征峰的影響。在優(yōu)化條件下，氫氣在0.17%4.0%vv濃度范圍內(nèi)與其分析線Hα656的發(fā)射強(qiáng)度呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系。此系統(tǒng)還可以應(yīng)用到其他分析物的測定如氧氣、鈉和

5、鉀。對(duì)0.1%30%濃度范圍內(nèi)的氧氣有良好的線性關(guān)系，可以檢測到107molL的Na，對(duì)八種不同水果中的鉀含量進(jìn)行測定得出，香蕉中的鉀含量最高，測定不同水果中的鉀含量，可以對(duì)人們攝入富鉀水果作評(píng)價(jià)，保持體內(nèi)鉀含量的正常水平，使人們能夠維持神經(jīng)、肌肉的正常功能。本實(shí)驗(yàn)裝置具有體積小，容易制備，室溫操作，能耗低等優(yōu)點(diǎn)，展現(xiàn)出現(xiàn)場或者在線分析潛在的應(yīng)用價(jià)值，為氣體檢測以及金屬離子的檢測提供參考。關(guān)鍵詞：氣體放電；發(fā)射光譜；低電壓；PtCNTs