近年來,化學(xué)傳感器應(yīng)用于海洋領(lǐng)域的在線測量越來越受到重視。本課題研究主要針對pH傳感器的改進和實驗室性能測試,以及課題組研制的包括改進后的pH電極的多參數(shù)化學(xué)傳感器系統(tǒng)在深海、淺海多個熱液系統(tǒng)的海試研究結(jié)果。研究結(jié)果對如何結(jié)合化學(xué)傳感器的實驗室研究成果,與化學(xué)傳感器在海洋在線測量領(lǐng)域的應(yīng)用研究方面,具有重要實踐意義。pH值作為表征深海熱液環(huán)境以及擴散流區(qū)域溶液化學(xué)性能的基本參數(shù),是實現(xiàn)化學(xué)傳感器在線測量的基礎(chǔ)問題,受到海洋科學(xué)研究者的廣泛關(guān)注。以前試制的電化學(xué)原位傳感器,在實際海試中雖然對海底異常信號有響應(yīng),但由于電極信號的不穩(wěn)定因素,限制了電極在海洋領(lǐng)域的應(yīng)用范圍。本研究基于熔融碳酸鋰氧化金屬原理,提出了改進傳統(tǒng)熔融碳酸鋰法制備IrOx電極的方法。對改進后IrOx電極的性能測試與相應(yīng)的表面掃描電鏡測試發(fā)現(xiàn),改進方法后電極保持了原電極的優(yōu)點,并在各響應(yīng)性能方面都有顯著提高。特別是熔融碳酸鋰混合過氧化鈉制備的IrOx電極,具備重復(fù)性好,在大跨度pH溶液之間的響應(yīng)快速穩(wěn)定,長時問連續(xù)監(jiān)測的漂移小于5mV,同一批次所制備電極性能幾乎相同,使用壽命長等優(yōu)點。實驗室測試研究發(fā)現(xiàn),熔融碳酸鋰混合過... 

【文章來源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：143 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
ABSTRACT
目錄
插圖和附表清單
第一部分
    第1章 緒論
        1.1 海洋調(diào)查研究的意義與進展
        1.2 對熱液的探測方法研究
            1.2.1 原位保真采樣技術(shù)
            1.2.2 原位測量技術(shù)
            1.2.3 金屬氧化物傳感器的研究現(xiàn)狀與應(yīng)用
        1.3 本論文的研究重點與主要內(nèi)容
        1.4 論文結(jié)構(gòu)
    第2章 金屬氧化物類電極的響應(yīng)機理與碳酸鹽氧化金屬的理論研究
        2.1 氧化銥傳感器的響應(yīng)機理研究
            2.1.1 氧化銥電極的制備方法與響應(yīng)機理研究
            2.1.2 熔融碳酸鋰法制備氧化銥電極的研究
        2.2 熔融碳酸鹽氧化金屬的機理研究
            2.2.1 熔融碳酸鹽強氧化性的機理研究
            2.2.2 金屬在熔融碳酸鹽體系中的氧化機理研究
        2.3 本章小結(jié)
    第3章 pH電極的制備與實驗室試驗研究
        3.1 基于熔融碳酸鹽制備IrOx電極的方法
            3.1.1 制備材料、試劑與設(shè)施
            3.1.2 傳統(tǒng)熔融碳酸鋰制備氧化銥電極方法
            3.1.3 加入強制對流的熔融碳酸鋰制備IrOx電極方法
2O₂制備IrOx電極方法">            3.1.4 熔融碳酸鋰混合Na₂O₂制備IrOx電極方法
                3.1.4.1 碳酸鋰與過氧化鈉粉末的混合比與共熔點的研究
                3.1.4.2 熔融碳酸鋰混合過氧化鈉法制備電極
        3.2 實驗室測試設(shè)備與測試步驟
            3.2.1 實驗室常溫常壓下的性能測試
            3.2.2 實驗室非常溫常壓下的性能測試
            3.2.3 實驗室非常溫高壓下的性能測試
        3.3 實驗測試用設(shè)備
            3.3.1 常溫常壓實驗設(shè)備
            3.3.2 高溫高壓實驗設(shè)備
                3.3.2.1 流動可控溫控壓裝置
                3.3.2.2 pH緩沖溶液的配置與相應(yīng)溫度下的pH計算
            3.3.3 表面分析用設(shè)備
        3.4 實驗結(jié)果與討論
            3.4.1 常溫常壓測試結(jié)果與電極表面分析
                3.4.1.1 加入強制對流方法改進電極結(jié)果
                3.4.1.2 熔融碳酸鋰混合過氧化鈉法改進電極結(jié)果
                3.4.1.3 小結(jié)
            3.4.2 非常溫常壓測試結(jié)果分析
            3.4.3 非常溫非常壓測試結(jié)果分析
            3.4.4 結(jié)論
        3.5 本章小結(jié)
    第一部分總結(jié)
第二部分
    第4章 基于多參數(shù)化學(xué)傳感器的海底熱液探測研究
        4.1 探測海底熱液的意義與現(xiàn)狀
        4.2 基于探測多參數(shù)化學(xué)參數(shù)探查熱液口的理論研究
        4.3 多參數(shù)化學(xué)傳感器制備
            4.3.1 化學(xué)傳感器制備
            4.3.2 多參數(shù)化學(xué)傳感器采集裝置設(shè)計及封裝
        4.4 深海應(yīng)用研究與數(shù)據(jù)分析
            4.4.1 傳感器鏈探測數(shù)據(jù)
            4.4.2 電極響應(yīng)性能分析
        4.5 淺海海域應(yīng)用與數(shù)據(jù)分析
            4.5.1 傳感器鏈及其拖曳作業(yè)方式
            4.5.2 傳感器鏈探測數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)分析
        4.6 本章小結(jié)
    第5章 臺灣龜山島淺海型熱液羽狀流構(gòu)造的研究
        5.1 淺海熱液系統(tǒng)的特點與研究意義
        5.2 淺海熱液系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀
        5.3 龜山島淺海熱液系統(tǒng)的特點
        5.4 對龜山島熱液分布測量的設(shè)備和測量方法
        5.5 測試結(jié)果與數(shù)據(jù)分析
        5.6 本章小結(jié)
    第二部分總結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 主要研究成果
    6.2 論文主要創(chuàng)新點
    6.3 展望
參考文獻
作者簡介



本文編號：2912032