本文關(guān)鍵詞：二氧化碳指示劑變色薄膜的制備和性能研究

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【摘要】：二氧化碳指示劑變色薄膜是一種快速檢測呼吸末二氧化碳的薄膜材料,遇到人體呼出的CO_2氣體可產(chǎn)生顏色變化,由此可判斷生命體征,在醫(yī)療界被人們廣泛關(guān)注。本課題研究二氧化碳指示劑變色薄膜制備與性能。以乙基纖維素為載體聚合物,研究了兩種變色指示劑體系的物料組成和薄膜的制備工藝,探究了制備過程與物料組成對二氧化碳指示劑變色薄膜的性能影響因素；研究這一特殊材料的表征方法,并按照批量制備制定了操作工藝及產(chǎn)品標準；探究了二氧化碳指示劑變色薄膜的變色機理。1、二氧化碳指示劑變色薄膜的物料組成研究：以MCP為指示劑的變色薄膜物料組成研究,重點研究了MCP和TiO_2的配比使薄膜在空氣中以藍色穩(wěn)定存在；應用正交試驗的方法確定了TB為指示劑的變色薄膜的物料組成。通過對二氧化碳指示劑變色薄膜的物料組成研究得到C02含量為0-2%,2-5%,大于5%的環(huán)境中可明顯產(chǎn)生顏色變化的變色薄膜。2、二氧化碳指示劑變色薄膜的制備工藝研究：通過研究變色薄膜的混料時間、干燥條件、保存條件,制定了變色薄膜完整的制備工藝。3、二氧化碳指示劑變色薄膜的表征方法研究,設計模擬呼吸的導氣裝置,通過紫外可見光譜法測定變色薄膜的吸光度,確定薄膜的敏感度和測定變色薄膜重復性。比較紫外光譜法和秒表讀數(shù)法測定變色速度,確定變色速度測定方法。通過對二氧化碳指示劑變色薄膜的表征方法研究,可以測出變色薄膜的敏感度、變色速度以及變色重復性。4、探究二氧化碳變色薄膜的主要性能影響因素。通過研究物料組成對性能影響,得出乙基纖維素濃度、TBP添加量、有機硅變色薄膜的主要性能影響因素；通過研究制備工藝對性能影響,得出涂膜厚度以及干燥溫度為薄膜的主要性能影響因素。5、探究了變色薄膜的變色機理。通過紫外可見光譜分析法,研究指示劑在薄膜內(nèi)存在形式對薄膜在空氣中顏色變化的影響；通過掃描電鏡對薄膜的微觀結(jié)構(gòu)進行觀察的方法,研究指示劑在薄膜內(nèi)的存在狀態(tài)以及薄膜的結(jié)構(gòu)特征,揭示指示劑在膜內(nèi)包裹狀態(tài)和薄膜的結(jié)構(gòu)對薄膜性能的影響機理；通過XRD衍射方法,探究乙基纖維素晶型結(jié)構(gòu)改變對薄膜變色性能的影響。本課題通過對二氧化碳指示劑變色薄膜物料組成、制備工藝、表征方法、變色性能及變色原理研究,得到二氧化碳含量在0-5%時可產(chǎn)生顏色變化的變色薄膜。CO_2含量為0-2%時薄膜為藍色,2-5%時為綠色,大于5%時為黃色。
【關(guān)鍵詞】：二氧化碳指示劑 變色薄膜 變色性能 呼吸末
【學位授予單位】：北京化工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TB383.2;TQ421.7
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-19
• 符號說明19-20
• 第一章 緒論20-32
• 1.1 引言20-21
• 1.2 監(jiān)測二氧化碳含量的用途21-22
• 1.2.1 CO_2分壓監(jiān)測在COPD患者中的應用21
• 1.2.2 二氧化碳監(jiān)測在非全麻甲狀腺手術(shù)中的應用21
• 1.2.3 二氧化碳監(jiān)測在急診氣管插管病人中的應用21
• 1.2.4 二氧化碳監(jiān)測在CPR中的應用21
• 1.2.5 其他臨床應用21-22
• 1.3 二氧化碳含量檢測方法22-24
• 1.3.1 拉曼光譜法檢測CO_2含量22-23
• 1.3.2 紅外光譜法測量CO_2含量23
• 1.3.3 紫外可見光譜法檢測CO_2含量23-24
• 1.4 二氧化碳含量檢測傳感器的種類24-26
• 1.4.1 紅外CO_2傳感24
• 1.4.2 電化學CO_2傳感器24-25
• 1.4.3 熒光CO_2傳感器25-26
• 1.4.4 比色CO_2傳感器26
• 1.5 比色式二氧化碳變色薄膜的研究進展26-30
• 1.5.1 單指示劑薄膜27
• 1.5.2 多指示劑薄膜27
• 1.5.3 納米結(jié)構(gòu)膜27-29
• 1.5.4 聚硅氧烷薄膜29-30
• 1.6 本課題研究的目的意義與內(nèi)容30-32
• 1.6.1 本課題研究的目的意義30-31
• 1.6.2 本課題主要研究內(nèi)容31-32
• 第二章 二氧化碳指示劑變色薄膜的物料組成32-44
• 2.1 前言32
• 2.2 實驗材料與儀器32
• 2.2.1 實驗材料32
• 2.2.2 實驗儀器32
• 2.3 實驗方法32-35
• 2.3.1 二氧化碳指示劑變色薄膜的制備工藝流程32-33
• 2.3.2 二氧化碳指示劑變色薄膜的變色效果測定方法33
• 2.3.3 二氧化碳指示劑變色薄膜的敏感度測定方法33-34
• 2.3.4 二氧化碳指示劑變色薄膜的變色速度測定方法34
• 2.3.5 二氧化碳指示劑變色薄膜的重復性測定方法34
• 2.3.6 MCP指示劑變色薄膜的組成配比優(yōu)化34
• 2.3.7 TB指示劑變色薄膜正交實驗設計34-35
• 2.3.8 TBP添加量的優(yōu)化35
• 2.4 實驗結(jié)果與討論35-43
• 2.4.1 MCP指示劑變色薄膜的組成配比優(yōu)化35-37
• 2.4.2 TB指示劑變色薄膜組成配比的L_(14)(4~5)正交試驗結(jié)果37-38
• 2.4.3 兩種指示劑變色薄膜響應變色能力觀察38-39
• 2.4.4 兩種指示劑變色薄膜敏感度比較結(jié)果39-40
• 2.4.5 兩種指示劑變色薄膜變色速度比較結(jié)果40-42
• 2.4.6 兩種指示劑變色薄膜的重復性比較結(jié)果42-43
• 2.5 本章小結(jié)43-44
• 第三章 二氧化碳指示劑變色薄膜的制備工藝研究44-54
• 3.1 前言44
• 3.2 實驗材料與儀器44
• 3.2.1 實驗材料44
• 3.2.2 實驗儀器44
• 3.3 試驗方法44-46
• 3.3.1 CO_2指示劑變色薄膜的制備工藝44
• 3.3.2 物料混合時間的研究方法44
• 3.3.3 成膜方法的研究44-45
• 3.3.4 干燥條件的研究方法45
• 3.3.5 保存條件的研究方法45-46
• 3.4 實驗結(jié)果與討論46-53
• 3.4.1 物料混合時間的選擇46-47
• 3.4.2 成膜方法的選擇47
• 3.4.3 干燥方法的研究47-50
• 3.4.4 保存條件研究50-53
• 3.5 本章小結(jié)53-54
• 第四章 二氧化碳指示劑變色薄膜的表征方法54-62
• 4.1 引言54
• 4.2 實驗材料與儀器54-55
• 4.2.1 實驗材料54
• 4.2.2 實驗儀器54-55
• 4.3 實驗方法55-56
• 4.3.1 氣體導氣裝置設計55
• 4.3.2 不同含量的CO_2氣體中變色薄膜的顏色觀察55
• 4.3.3 CO_2含量不同的氣體中薄膜的紫外可見波譜掃描55
• 4.3.4 不同顏色下薄膜吸光度的測定55
• 4.3.5 吸光度與變色薄膜敏感度的關(guān)系研究方法55
• 4.3.6 變色薄膜變色速度的測定方法55-56
• 4.3.7 變色薄膜變色重復性的測定方法56
• 4.4 實驗結(jié)果與討論56-61
• 4.4.1 CO_2含量不同的氣體中薄膜的紫外可見波譜掃描56-57
• 4.4.2 變色薄膜顏色變化與吸光度的關(guān)系57-58
• 4.4.3 變色薄膜吸光度與敏感度的關(guān)系58-59
• 4.4.4 紫外可見光譜與秒表讀數(shù)變色速度測定方法比較59-60
• 4.4.5 變色薄膜重復性測定60-61
• 4.5 小結(jié)61-62
• 第五章 二氧化碳指示劑變色薄膜的變色性能研究62-72
• 5.1 引言62
• 5.2 實驗材料和儀器62
• 5.2.1 實驗材料62
• 5.2.2 實驗儀器62
• 5.3 實驗方法62
• 5.3.1 二氧化碳指示劑變色薄膜的敏感度的表征方法62
• 5.3.2 二氧化碳指示劑變色薄膜的變色速度的表征方法62
• 5.4 實驗結(jié)果與討論62-70
• 5.4.1 二氧化碳指示劑變色薄膜的敏感度影響因素62-67
• 5.4.2 二氧化碳指示劑變色薄膜響應和恢復時間的影響因素67-70
• 5.5 本章小結(jié)70-72
• 第六章 二氧化碳變色指示劑薄膜的變色原理探究72-80
• 6.1 前言72
• 6.2 實驗材料和儀器72
• 6.2.1 實驗材料72
• 6.2.2 實驗儀器72
• 6.3 實驗方法72-73
• 6.3.1 指示劑在薄膜中的存在形式影響薄膜變色的原理探究方法72
• 6.3.2 干燥溫度影響薄膜變色性能的原理探究方法72
• 6.3.3 薄膜的結(jié)構(gòu)影響薄膜變色性能的原理探究方法72-73
• 6.3.4 乙基纖維素晶型對變色速度影響的原理探究方法73
• 6.3.5 有機硅對薄膜變色速度影響的原理探究方法73
• 6.4 實驗結(jié)果與討論73-79
• 6.4.1 指示劑在薄膜中的存在形式對薄膜變色性能的影響原理73-74
• 6.4.2 干燥溫度對薄膜變色性能的影響原理74-75
• 6.4.3 薄膜的結(jié)構(gòu)對薄膜的變色性能的影響原理75-77
• 6.4.4 乙基纖維素晶型對變色速度影響的原理77-78
• 6.4.5 有機硅對變色薄膜變色速度的影響原理78-79
• 6.5 本章小結(jié)79-80
• 第七章 結(jié)論與建議80-82
• 7.1 結(jié)論80
• 7.2 建議80-82
• 參考文獻82-86
• 附錄86-98
• 致謝98-100
• 研究成果及發(fā)表的學術(shù)論文100-102
• 作者簡介102-104
• 導師簡介104-105
• 北京化工大學碩士研究生學位論文答辯委員會決議書105-106

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