【摘要】：半導體光電器件發(fā)光二極管(Light emitting diode,簡稱LED)以其體積小、低成本、低能耗、壽命長等特性而著稱,廣泛應用于通訊、儀器儀表及照明等領域,本文進行了半導體光電器件LED在光譜分析中的應用研究。采用不同發(fā)射波長范圍的LED為光源,研究建立了多種基于LED光源的測定裝置和分析方法,應用于甲醛、氨、羅丹明B和孔雀石綠混合染料以及Ca2+的測定。該研究對于半導體器件LED在光譜分析中的應用具有一定的積極推動作用。全文主要包括以下五方面研究內容。第一章緒論從半導體光電器件LED的基本原理、發(fā)展、特性及其應用,特別是LED在光譜分析中的應用進行了概述,包括LED在吸收光譜、熒光光譜以及在線測定等儀器裝置和分析方法及其應用,在此基礎上提出了本論文的研究內容。第二章LED甲醛測定儀的研究研究建立了以LED為光源的吸收測定裝置,并應用于甲醛含量的測定,測定結果表明線性范圍和檢出限分別為0.1～3.0μg,0.008μg,回收率在95%～105%之間。該裝置具有成本低、體積小、便于攜帶等特點,與通常紫外-可見分光光度法測定結果進行對照,基本一致。第三章LED耐爾藍敏感膜氨傳感器的研究研究建立了以LED為光源,結合試劑固化方法制備了耐爾藍敏感膜氨傳感器。探討了耐爾藍敏感膜的制備及傳感器測定參數(shù)和條件,應用于氨的分析測定。結果表明耐爾藍敏感膜氨傳感器靈敏度高、響應快速、成本低廉,可逆性好,應用于氨的測定,結果滿意。第四章多色LED同時測定混合染料中各組分含量研究研究建立了以多個LED為光源,同時測定孔雀石綠和羅丹明B混合染料中各組分的含量的方法。測定結果的標準曲線和線性范圍分別為△A=0.0789mR-0.2449和4-15μg/mL(羅丹明B)；AA=0.0547mR-0.1128和4～25 μg/mL(孔雀石綠),將此測定裝置應用于模擬混合樣品中各染料含量的同時測定,其相對標準偏差均小于5%。第五章微型插入式LED測定器件測定Ca2+含量研究采用LED為光源成功研制了一種微型插入式LED測定器件,應用于牛奶、自來水中Ca2+的測定,線性范圍為0.03～0.5μg,檢出限為0.010μg,回收率在95%～105%之間。該微型LED吸收測定器件結構緊湊、體積小、勿需樣品池可直接插入樣品中進行測定,適用于待測樣品在線實時測定和過程分析。
【圖文】：

已廣泛應用于通訊、儀器儀表、照明等領域。其在分析化學中的應用已有報道。逡逑１．１邐ＬＥＤ的基本原理逡逑ＬＥＤ基本原理如圖１－１所示：其重要部分是由Ｐ型半導體（空穴）和ｎ型半導體（自逡逑由電子）組成。當Ｐ型半導體和ｎ型半導體結合時，電子和空穴由于濃度差分別從高濃逡逑度區(qū)向低濃度區(qū)擴散，導致在兩者的交界處附近形成一段稱為損耗區(qū)的特殊區(qū)域，在該逡逑區(qū)域內自由電子和空穴處于不能自由移動的狀態(tài)。若給ＬＥＤ施加一個正向電壓，空穴逡逑和自由電子會發(fā)生不同方向移動，移動過程中產(chǎn)生的多余能量則以光子的形式釋放出逡逑來，從而發(fā)光。逡逑Ｐ區(qū)邐Ｎ區(qū)逡逑ｅ－Ｙ邋＾？＞１逡逑、①ｅ＋邋Ｉ邋崎邋＾ｅｒ逡逑Ｐ區(qū)邐Ｎ區(qū)逡逑Ｐ區(qū)邋損耗區(qū)邋Ｎ區(qū)邋Ｊ①＾＾０邋１逡逑／邋＾邋＾邐Ｉ邋ｎ邋Ａ邋＼邋正壓邋Ｉ＂逡逑［ｆ邋＾邋＾邐ＱＩｉ邐＼邋１由＋邋０？邐＋士ｅｊｌ逡逑０邋０邐０邋０邋‘邐ｙ逡逑ｌｅ邋ｅ邐ｅｅ｜邐，邐八逡逑邐［Ｉ邐逡逑圖１－１邋ＬＥＤ發(fā)光原理逡逑Ｆｉｇ．邋１－１邋Ｅｍｉｔｔｉｎｇ邋ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ邋ｏｆ邋ＬＥＤ逡逑１．２邐ＬＥＤ的發(fā)展逡逑１９６２年，Ｈｏｌｏｎｙａｋ等人利用ＧａＡｓＰ涂層制成了邋ＬＥ

色ＬＥＤ打破了三原色復合形成白色光源的技術，正因為該技術日本科學家赤崎勇等獲逡逑得了邋２０１４年諾貝爾物理學獎的殊榮［＼現(xiàn)今，更多波長范圍和高效率的ＬＥＤ己經(jīng)得到逡逑了商業(yè)生產(chǎn)，使得ＬＥＤ作為光源在光譜分析方面得到了廣泛的應用，圖１－２顯示了各種逡逑顏色的光以及相對應的波長范圍。逡逑０．０邋Ｉ邐Ｉ邋——Ｉ邐Ｉ邐Ｉ邐Ｉ邐Ｉ邐Ｉ逡逑３４２邐３９２邐４４２邐４９２邐５４２邐５９２邐６４２邐６９２逡逑Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ邋（ｎｍ）逡逑圖１－２各種ＬＥＤ發(fā)射光譜逡逑Ｆｉｇ．邋１－２邋Ｅｍｉｓｓｉｏｎ邋ｓｐｅｃｔｒｕｍ邋ｏｆ邋ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋ｋｉｎｄｓ邋ｏｆ邋ＬＥＤ逡逑１．３邐ＬＥＤ的特性逡逑（１）邐ＬＥＤ作為光源具有體積小便于組裝，可以用于實時在線測定。逡逑（２）邐ＬＥＤ的發(fā)光效率比較高，能耗少，穩(wěn)定性好，成本低。逡逑（３）邐ＬＥＤ具有較長的使用壽命。逡逑（４）邐ＬＥＤ具有安全可靠性。逡逑１．４邐ＬＥＤ在分析化學方面的應用逡逑ＬＥＤ相對于傳統(tǒng)光源具有體積小便于組裝，可用于實時在線檢測，能耗低，具有逡逑２逡逑
【學位授予單位】：西北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN312.8;O657.3

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本文編號：2523463