平面光學(xué)氧傳感器研究.pdf

1、本研究針對(duì)國(guó)內(nèi)海洋光化學(xué)平面氧傳感器所面臨的不足，在分析化學(xué)、溶膠—凝膠薄膜制備工藝、校正方法、傳感器系統(tǒng)集成等領(lǐng)域開(kāi)展多學(xué)科交叉研究，一方面建立基于溶膠-凝膠技術(shù)的大面積O2敏感薄膜的制備方法與改進(jìn)方案；另一方面在沉積物-水界面原位探測(cè)傳感器的校準(zhǔn)、自動(dòng)采集、分辨率等方面積累了經(jīng)驗(yàn)。論文的主要研究?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)方面： 論文第一章為文獻(xiàn)綜述。主要對(duì)測(cè)定溶解氧的幾種方法進(jìn)行了總結(jié)和對(duì)比，對(duì)氧傳感器的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了評(píng)述，尤其對(duì)其中

2、的光纖化學(xué)傳感器法進(jìn)行了較為詳細(xì)的介紹，并對(duì)其優(yōu)缺點(diǎn)做了歸納?？偨Y(jié)了熒光指示劑的探索歷程以及幾種常用的氧傳感器載體的制備方法。 論文第二章為氧傳感器檢測(cè)原理。著重介紹了熒光猝滅理論及所選定的兩種熒光指示劑的性能。同時(shí)對(duì)平面光學(xué)氧傳感器的總體設(shè)計(jì)作了簡(jiǎn)單的描述。 論文第三章介紹了溶膠-凝膠法制備氧傳感膜的原理及工藝過(guò)程，就影響溶膠-凝膠工藝過(guò)程的主要參數(shù)逐一詳細(xì)闡述。本文以TEOS、MTEOS為前驅(qū)體、DiMe-DMOS為

3、有機(jī)改性交聯(lián)劑、DMF為控制干燥劑，采用溶膠-凝膠法制備傳感薄膜。在反復(fù)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上優(yōu)化了傳感薄膜的制備配比，并對(duì)不同配比的傳感薄膜進(jìn)行了分析，確定了薄膜制備的最佳方案。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，前驅(qū)體最佳配比為：(TEOS+MTEOS): DiMe-DMOS: DMF=(4+1):6:3。 論文第四章為平面光學(xué)氧傳感器的校準(zhǔn)及應(yīng)用研究。在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)對(duì)研制的光學(xué)平面?zhèn)鞲衅鬟M(jìn)行了校準(zhǔn)試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明所研制傳感膜對(duì)溶解氧濃度具有較好的線性關(guān)系，

4、線性檢測(cè)范圍為1.4mg/L，響應(yīng)時(shí)間小于30s，具有良好的穩(wěn)定性。實(shí)現(xiàn)了對(duì)沉積物-海水界面溶解氧分布的測(cè)量。 本論文的創(chuàng)新之處有以下幾點(diǎn)： 1、通過(guò)優(yōu)化傳感膜配方確定了以溶膠-凝膠法制備氧傳感膜的工藝，成功地研制出面積達(dá)150×150mm的氧敏感薄膜，可反映溶解氧的兩維空間連續(xù)變化，為開(kāi)發(fā)新型海洋原位光學(xué)平面產(chǎn)感器技術(shù)進(jìn)行了有益的探索。 2、進(jìn)行了兩種金屬指示劑包埋于薄膜之中的嘗試，所研制的傳感膜各項(xiàng)性能指標(biāo)達(dá)