本文關鍵詞：間甲酚紫復合薄膜光波導元件的制備及氣敏性研究

  更多相關文章： 間甲酚紫 光波導(OWG)傳感元件 SO2 三甲胺(TMA) NO2

【摘要】：大氣污染和室內空氣污染是被全世界關注的環(huán)境污染問題之一,隨著生活水平的提高人們更加重視生命健康。為了有效檢測污染物、預防災害和保證生命健全,研究安全、可靠、連續(xù)、快速的現場檢測痕量氣體的有效方法或新型傳感器具有十分重要的意義。光波導傳感器(OWG)能夠靈活地選擇敏感試劑,具有高靈敏度、響應迅速、容易微型化、抗電磁干擾、可連續(xù)在線監(jiān)測、成本低廉等特點,故在環(huán)境監(jiān)測、生物化學檢測等領域有非常廣泛的應用前景。這樣光波導傳感技術的應用到氣體的檢測中體現出更高的價值。文章前言部分,從有害氣體的來源和危害出發(fā),講述了一般氣體的常用檢測方法及敏感材料的選擇背景,介紹了傳感器技術的分類。對光化學傳感器中的光波導傳感器的概況進行了闡述,特別著重介紹了光波導傳感器的特點、分類及傳感原理。還介紹了光波導技術的發(fā)展史、應用、敏感薄膜材料和薄膜制作方法。第二章為間甲酚紫(m CP)-聚乙烯吡咯烷酮(PVP)復合薄膜/K+交換玻璃傳感元件對酸堿性氣體的氣敏研究。本章采用旋轉甩涂法將摻雜PVP的mCP溶液作為敏感試劑涂敷在K+交換玻璃表面制備了mCP-PVP復合薄膜/K+交換玻璃傳感元件,同時研究了該傳感元件對酸堿性氣體的氣敏性,并在分子吸附和光學特性的變化上面探究了敏感機理。研究結果表明,該敏感元件對濃度低于1×10-10(2.66×10-4 mg/m3)、1×10-10(1.41×10-4 mg/m3)、1×10-10(6.95×10-5 mg/m3)和1×10-13(2.41×10-7 mg/m3)的H2S、SO2、NH3和TMA氣體有很好的響應,并且響應速度快、重復性好。第三章在第二章的工作基礎上對mCP-PVP復合薄膜/K+交換玻璃傳感元件制備進行了優(yōu)化。以一定pH值的緩沖溶液調節(jié)mCP-PVP溶液的pH,并將其固定在K+交換玻璃表面,研制了一定pH值的mCP-PVP復合薄膜/K+交換玻璃傳感元件。對緩沖溶液pH值、mCP含量、PVP摻雜量及轉速進行篩選,優(yōu)化后的傳感元件在選擇性上有了明顯的提高。該傳感元件對SO2有較好的選擇性,靈敏度高(響應最低濃度為1×10-14(1.41×10-8 mg/m3)),響應-恢復時間短,并且具有重復性。第四章為mCP-硬脂酸(SA)復合薄膜/K+交換玻璃傳感元件的氣敏性能研究。本章以旋轉甩涂法將SA摻雜的間甲酚紫復合溶液涂敷在K+交換玻璃表面,制備了m-CP-SA復合薄膜/K+交換玻璃傳感元件,對m-CP含量和SA摻雜量進行篩選,并研究了該薄膜的氣敏性,該傳感元件對NO2有很強的選擇性響應,且響應濃度低于1×10-11(1.88×10-5 mg/m3),而且該傳感元件的靈敏度高、響應迅速。第五章為mCP-PVP-SA復合薄膜/K+交換玻璃傳感元件的氣敏性能研究。本章用旋轉甩涂法將以PVP-SA混合溶液摻雜的mCP復合溶液涂敷在K+交換玻璃表面,制備了mCP-PVP-SA復合薄膜/K+交換玻璃傳感元件。在第二章的基礎上繼續(xù)篩選了SA的最佳摻雜量,并研究了該薄膜的氣敏性,該傳感元件對SO2有良好的選擇性響應,且響應濃度低于1×10-13(1.41×10-7 mg/m3)。盡管該敏感膜響應快,但靈敏度不及一定pH值的mCP-PVP復合薄膜/K+交換復合玻璃傳感元件的高。第六章是結論部分,總結本研究的所有工作內容。
【關鍵詞】：間甲酚紫 光波導(OWG)傳感元件 SO2 三甲胺(TMA) NO2
【學位授予單位】：新疆大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TB383.2
【目錄】：

• 摘要3-5
• abstract5-10
• 第一章 前言10-22
• 1.1 研究背景10-11
• 1.1.1 有害氣體10
• 1.1.2 指示劑10-11
• 1.2 傳感器技術11-14
• 1.2.1 化學傳感器11
• 1.2.2 氣體傳感器11-14
• 1.3 光波導傳感器14-19
• 1.3.1 光波導傳感器的發(fā)展14
• 1.3.2 光波導傳感器的分類14-17
• 1.3.3 光波導傳感器的傳感原理17-18
• 1.3.4 光波導傳感器的應用18-19
• 1.4 光波導元件中的敏感材料19-20
• 1.4.1 有機材料19
• 1.4.2 無機材料19-20
• 1.4.3 光波導敏感薄膜的制作方法20
• 1.5 課題來源及論文工作20-22
• 第二章 mCP-PVP復合薄膜/K~+交換玻璃傳感元件的制備及其氣敏研究22-43
• 2.1 引言22-23
• 2.2 實驗部分23-28
• 2.2.1 儀器和試劑23-24
• 2.2.2 K~+交換玻璃光波導的制備24-25
• 2.2.3 傳感元件的制備25-26
• 2.2.4 標準氣體的制備26-27
• 2.2.5 光波導檢測系統27-28
• 2.3 結果與討論28-42
• 2.3.1 敏感薄膜的FT-IR分析28-29
• 2.3.2 檢測原理29-33
• 2.3.3 傳感元件制備條件的選擇33-35
• 2.3.4 mCP-PVP復合薄膜厚度的測量35
• 2.3.5 傳感元件的光波導響應35-37
• 2.3.6 傳感元件對H_2S和SO_2的響應37-40
• 2.3.7 傳感元件對NH_3和TMA的響應40-42
• 2.4 小結42-43
• 第三章 緩沖液對mCP-PVP復合薄膜/K~+交換玻璃傳感元件氣敏性的研究43-52
• 3.1 引言43
• 3.2 實驗部分43-46
• 3.2.1 儀器和試劑43-44
• 3.2.2 緩沖溶液的配制44
• 3.2.3 一定pH的傳感元件的制備44-45
• 3.2.4 標準氣體的制備與檢測45-46
• 3.3 結果與討論46-51
• 3.3.1 檢測原理46-47
• 3.3.2 pH值對傳感元件氣敏性能和選擇性的影響47-48
• 3.3.3 傳感元件制備條件的選擇48-49
• 3.3.4 m-CP-PVP復合薄膜厚度的測試49-50
• 3.3.5 酸性氣體的檢測50-51
• 3.4 小結51-52
• 第四章 mCP-SA復合薄膜/K~+交換玻璃傳感元件的制備及其氣敏研究52-62
• 4.1 引言52
• 4.2 實驗部分52-55
• 4.2.1 儀器和試劑52-53
• 4.2.2 傳感元件的制備53-54
• 4.2.3 標準氣體的制備及檢測54-55
• 4.3 結果及討論55-61
• 4.3.1 敏感薄膜的FT-IR分析55-56
• 4.3.2 檢測原理56-57
• 4.3.3 傳感元件制備條件的選擇57-58
• 4.3.4 mCP-SA復合薄膜厚度的測量58-59
• 4.3.5 傳感元件的光波導響應59-60
• 4.3.6 傳感元件對NO_2的響應60-61
• 4.4 小結61-62
• 第五章 mCP-PVP-SA復合薄膜/K~+交換玻璃傳感元件的制備及其氣敏研究62-72
• 5.1 引言62
• 5.2 實驗部分62-64
• 5.2.1 儀器和試劑62
• 5.2.2 傳感元件的制備62-64
• 5.2.3 標準氣體的制備與檢測64
• 5.3 結果及討論64-71
• 5.3.1 傳感元件的FT-IR分析64-65
• 5.3.2 檢測原理65-66
• 5.3.3 傳感元件制備條件的選擇66-68
• 5.3.4 mCP-PVP-SA復合薄膜厚度的測量68
• 5.3.5 傳感元件的光波導響應68-69
• 5.3.6 傳感元件對SO_2的響應69-71
• 5.4 小結71-72
• 第六章 結論及展望72-74
• 參考文獻74-83
• 碩士研究生期間論文發(fā)表情況83-84
• 致謝84-86

【相似文獻】

中國期刊全文數據庫 前10條

1 王麗;石敏;周國慶;左如忠;許育東;蘇海林;伍光;于桂洋;于濤;;2-2型磁電復合薄膜材料研究現狀[J];金屬功能材料;2010年06期

2 ;復合薄膜試制小結[J];塑料;1975年01期

3 胡嘉鵬;耐高壓殺菌的復合薄膜袋裝食品的生產和標準化[J];食品與發(fā)酵工業(yè);1978年05期

4 李淑蘭;;對843復合薄膜的剖析[J];防腐與包裝;1986年01期

5 曹庸;;多層交叉復合薄膜[J];金山油化纖;1987年03期

6 陶宏;;一種新型多層共擠出復合薄膜[J];金山油化纖;1989年03期

7 石敏;顧倉;許育東;王雷;蘇海林;王云龍;齊三;袁琳;;無鉛多鐵性復合薄膜材料的研究[J];材料導報;2013年23期

8 龔朝陽;羅學濤;張穎;程璇;張瑩;;復合薄膜研究的進展[J];真空;2006年05期

9 陳瑩瑩;張溪文;郭玉;韓高榮;;SiC_xO_y/SnO_2:F/TiO_2復合薄膜的制備及其性能[J];材料科學與工程學報;2008年06期

10 董松濤;喻利花;董師潤;許俊華;;磁控共濺射制備鋯-硅-氮復合薄膜的顯微組織與性能[J];機械工程材料;2008年09期

中國重要會議論文全文數據庫 前10條

1 高學文;;多層共擠出復合薄膜晶點解析[A];中國包裝技術協會研討推廣會暨塑料包裝委員會第六屆第三次年會論文集[C];2004年

2 密永娟;歐軍飛;楊生榮;王金清;;聚多巴胺基復合薄膜的制備及其性能研究[A];甘肅省化學會第二十七屆年會暨第九屆甘肅省中學化學教學經驗交流會論文摘要集[C];2011年

3 李曉光;劉愉快;姚一平;;BiFeO3/La5/8Ca3/8MnO3復合薄膜的巨磁介電效應及高低電阻態(tài)轉換行為[A];2011中國材料研討會論文摘要集[C];2011年

4 趙巍;賈震;鄂磊;雅菁;劉志鋒;;浸漬提拉法合成鈦酸鉍/二氧化鈦復合薄膜的研究[A];第十七屆全國高技術陶瓷學術年會摘要集[C];2012年

5 王昊;陳雙俊;張軍;許仲梓;;LDPE/POE/SmBO_3復合薄膜材料表面蝕刻研究[A];2009年全國高分子學術論文報告會論文摘要集（下冊）[C];2009年

6 朱軍;楊明成;陳海軍;劉克波;趙惠東;張傳國;;γ—射線輻射對尼龍6復合薄膜性能的影響[A];第6屆輻射研究與輻射工藝學術年會論文集[C];2004年

7 高雅;南策文;;鐵磁性薄膜的制備和磁電復合薄膜電控磁性能探究[A];2011中國材料研討會論文摘要集[C];2011年

8 趙云峰;高陽;;聚對苯二甲酸乙二醇酯/聚丙烯復合薄膜的超聲波焊接[A];2010年全國高分子材料科學與工程研討會學術論文集（下冊）[C];2010年

9 李廣;殷景華;劉曉旭;馮宇;田付強;雷清泉;;組分對PI/AlN納米復合薄膜微結構與介電性能影響研究[A];第十三屆全國工程電介質學術會議論文集[C];2011年

10 朱軍;楊明成;陳海軍;劉克波;趙惠東;;尼龍6復合薄膜的研制及其輻射改性研究[A];科技、工程與經濟社會協調發(fā)展——中國科協第五屆青年學術年會論文集[C];2004年

中國重要報紙全文數據庫 前10條

1 陳昌杰;聚乙烯醇在復合薄膜中的應用[N];中國包裝報;2005年

2 張文英;我國多層共擠設備亟待發(fā)展[N];中國化工報;2003年

3 林其水;常用軟包材的特性和應用[N];中國包裝報;2007年

4 趙世亮;復合薄膜的曲率與材料的熱收縮率差異[N];中國包裝報;2011年

5 高學文;多層共擠復合薄膜的應用及發(fā)展趨勢[N];中國包裝報;2002年

6 記者 郭新秋、劉文波;多層共擠復合薄膜在大連誕生[N];中國食品質量報;2002年

7 成遠發(fā);復合薄膜的固化管理[N];中國包裝報;2007年

8 單仁;復合薄膜基材的品種及性能[N];中國建材報;2006年

9 楊林;新型陶瓷復合薄膜研制出[N];廣東建設報;2009年

10 楊;復合軟包裝基材的特性、應用及其開發(fā)[N];中國包裝報;2000年

中國博士學位論文全文數據庫 前10條

1 盧春林;電沉積法制備硫族半導體復合薄膜及其光催化性能研究[D];中國工程物理研究院;2015年

2 豆義波;層層組裝構筑水滑石基復合薄膜：組裝驅動力調控及性能研究[D];北京化工大學;2015年

3 孟祥欽;PZT基雙層壓電復合薄膜制備及性能研究[D];電子科技大學;2014年

4 唐振華;多重鐵性復合薄膜的制備及磁—力—電耦合性能研究[D];湘潭大學;2015年

5 朱朋;基于含能復合薄膜的非線性電爆換能元[D];南京理工大學;2014年

6 時志權;導電聚合物/聚四氟乙烯復合薄膜的制備與研究[D];南京大學;2010年

7 張明玉;離子交換法制備聚酰亞胺/氧化鋁復合薄膜及電暈老化機理[D];哈爾濱理工大學;2016年

8 任粒;聚合物基功能復合材料的設計、制備及介電和磁性能研究[D];北京科技大學;2016年

9 付立順;基于金銀納米粒子取向的高分子復合薄膜的壓力敏感行為[D];哈爾濱工業(yè)大學;2016年

10 李閩;導電聚吡咯及其復合薄膜材料新法電聚合與應用研究[D];武漢大學;2013年

中國碩士學位論文全文數據庫 前10條

1 宋曉棟;NaYF_4:Yb~(3+),Tm~(3+)/Ag復合薄膜的制備及其上轉換發(fā)光性質研究[D];遼寧大學;2015年

2 時春華;軟模板法制備中空二氧化硅及其對水性聚氨酯性能的影響[D];陜西科技大學;2015年

3 趙湖鈞;L1_0-FePt/B2-FeRh雙層復合薄膜的結構和磁性[D];西南大學;2015年

4 司e，

本文編號：529984