平面光學氧傳感器研究.pdf

1、本研究針對國內(nèi)海洋光化學平面氧傳感器所面臨的不足，在分析化學、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)域開展多學科交叉研究，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方案；另一方面在沉積物-水界面原位探測傳感器的校準、自動采集、分辨率等方面積累了經(jīng)驗。論文的主要研究內(nèi)容包括以下幾個方面： 論文第一章為文獻綜述。主要對測定溶解氧的幾種方法進行了總結(jié)和對比，對氧傳感器的研究現(xiàn)狀進行了評述，尤其對其中

2、的光纖化學傳感器法進行了較為詳細的介紹，并對其優(yōu)缺點做了歸納?？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。同時對平面光學氧傳感器的總體設(shè)計作了簡單的描述。 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程，就影響溶膠-凝膠工藝過程的主要參數(shù)逐一詳細闡述。本文以TEOS、MTEOS為前驅(qū)體、DiMe-DMOS為

3、有機改性交聯(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)實驗的基礎(chǔ)上優(yōu)化了傳感薄膜的制備配比，并對不同配比的傳感薄膜進行了分析，確定了薄膜制備的最佳方案。實驗結(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氧傳感器的校準及應(yīng)用研究。在實驗室內(nèi)對研制的光學平面?zhèn)鞲衅鬟M行了校準試驗，實驗結(jié)果表明所研制傳感膜對溶解氧濃度具有較好的線性關(guān)系，

4、線性檢測范圍為1.4mg/L，響應(yīng)時間小于30s，具有良好的穩(wěn)定性。實現(xiàn)了對沉積物-海水界面溶解氧分布的測量。 本論文的創(chuàng)新之處有以下幾點： 1、通過優(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，為開發(fā)新型海洋原位光學平面產(chǎn)感器技術(shù)進行了有益的探索。 2、進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性能指標達