化學傳感器在二十世紀的發(fā)展極其迅猛,在醫(yī)療、生物、化學等領(lǐng)域都發(fā)揮了重要的作用�；瘜W傳感器在海洋領(lǐng)域的應(yīng)用得到了廣泛的重視。本課題研究主要針對不同的海洋研究對象,分別研制了探測珊瑚內(nèi)部微環(huán)境的液膜微電極以及探測熱液溶解H2S的固體電極。研究結(jié)果對于研究海洋生物對海洋酸化的響應(yīng),多因素培養(yǎng)條件對珊瑚鈣化和生長的影響,珊瑚的鈣化機制,以及探尋淺海熱液分布規(guī)律都有著重要的意義。 本課題研究了基于中性載體的pH液膜微電極、Ca2+液膜微電極以及C032-液膜微電極,液膜微電極具有體積極小、靈敏度高、響應(yīng)速度快等優(yōu)點,液膜微電極的尖端直徑僅有5μm,適合應(yīng)用于生物組織、細胞層面的離子濃度探測。本課題自主設(shè)計制造了三維微電極操縱器和全自動控制程序,能夠控制微電極移動,能夠?qū)崿F(xiàn)全自動采集數(shù)據(jù)和實時傳輸記錄數(shù)據(jù)的功能。 通過大量實驗對制備液膜微電極的技術(shù)進行了優(yōu)化。制作的pH液膜微電極Ca2+液膜微電極以及C032-液膜微電極滿足能斯特定律,具有線性相關(guān)系數(shù)好,響應(yīng)范圍寬,靈敏度高,壽命長等優(yōu)點。這三種傳感器能夠滿足觀測珊瑚內(nèi)部微化學環(huán)境的要求。 結(jié)合液膜微電極和三維微電極操縱器,對不同種類...

【文章頁數(shù)】：166 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
ABSTRACT
符號與縮略語表
插圖和附表清單
1 緒論
    1.1 研究背景
        1.1.1 海洋酸化
        1.1.2 海洋碳化學系統(tǒng)
        1.1.3 生物對于海洋酸化的響應(yīng)
        1.1.4 海底熱液系統(tǒng)
        1.1.5 研究目的
    1.2 研究內(nèi)容
    1.3 論文結(jié)構(gòu)
2 液膜離子選擇性電極的研究
    2.1 液膜離子選擇性微電極
        2.1.1 液膜離子選擇性電極研究背景
        2.1.2 液膜離子選擇性電極的響應(yīng)原理
        2.1.3 液膜離子選擇性電極的發(fā)展
        2.1.4 海洋碳酸鹽體系參數(shù)以及其測定方法
    2.2 液膜離子選擇性電極的制備
        2.2.1 液膜離子選擇微電極的液膜
        2.2.2 液膜離子選擇微電極的結(jié)構(gòu)
    2.3 電極的性能評估
        2.3.1 電極的測試
        2.3.2 電極的標定
        2.3.3 電極的實際應(yīng)用
    2.4 實驗室條件制備三種液膜微電極
        2.4.1 H⁺液膜微電極
        2.4.2 Ca²⁺液膜微電極
        2.4.3 CO3
2-液膜微電極
        2.4.4 實驗材料和儀器
        2.4.5 微電極的制備
        2.4.6 pH液膜微電極的響應(yīng)特性與分析
        2.4.7 Ca²⁺液膜微電極的響應(yīng)特性與分析
        2.4.8 CO3
2-液膜微電極的響應(yīng)特性與分析
    2.5 三維微電極操縱器和控制程序的設(shè)計以及實例應(yīng)用
    2.6 本章小結(jié)
3 珊瑚對海洋酸化的響應(yīng)的研究
    3.1 珊瑚的定義和珊瑚的分布
        3.1.1 珊瑚的鈣化
        3.1.2 鈣化機理
        3.1.3 海洋酸化及其對珊瑚的影響
    3.2 液膜微電極對珊瑚內(nèi)部化學環(huán)境的研究
        3.2.1 前人研究
        3.2.2 微電極探測珊瑚內(nèi)部離子分布以及濃度
        3.2.3 營養(yǎng)鹽、pCO₂和溫度對不同種類珊瑚的綜合影響的多因素實驗
    3.3 實驗結(jié)果
        3.3.1 室內(nèi)條件探測珊瑚內(nèi)部化學環(huán)境
        3.3.2 多因素綜合實驗
    3.4 討論
        3.4.1 生物活動影響珊瑚腔體內(nèi)的pH值
        3.4.2 Ca²⁺的轉(zhuǎn)運機制
        3.4.3 珊瑚體內(nèi)的碳酸鹽系統(tǒng)
        3.4.4 珊瑚對酸化等因素的響應(yīng)
    3.5 本章小結(jié)
4 全固體離子選擇電極對龜山島熱液區(qū)域的探測
    4.1 全固體離子選擇性電極
    4.2 基于電鍍納米技術(shù)的全固體H₂S電極
        4.2.1 電鍍納米技術(shù)
        4.2.2 實驗材料與儀器
        4.2.3 制備方法
        4.2.4 表征以及性能測試
    4.3 基于金屬氧化物的全固體pH電極
        4.3.1 熔融碳酸鋰和過氧化鈉共混制備Ir/IrOx電極
        4.3.2 實驗材料與儀器
        4.3.3 制備方法
        4.3.4 表征以及性能測試
    4.4 集合全固體電極的多參數(shù)化學傳感器在臺灣龜山島熱液區(qū)的應(yīng)用
        4.4.1 龜山島區(qū)域背景介紹
        4.4.2 化學傳感器的制備與測試
        4.4.3 多參數(shù)化學傳感器的設(shè)計與測試
        4.4.4 數(shù)據(jù)與分析
    4.5 本章小結(jié)
5 總結(jié)與展望
    5.1 主要研究成果
    5.2 論文主要創(chuàng)新點
    5.3 下一步研究方向
參考文獻
作者簡歷



本文編號：4009262

boshi