土壤氫離子濃度（pH值）對(duì)土壤肥力和養(yǎng)分具有重要影響,在作物生長(zhǎng)過程中對(duì)土壤pH值進(jìn)行在線檢測(cè)并給予精準(zhǔn)調(diào)控,對(duì)降低栽培生產(chǎn)成本,增加產(chǎn)量,實(shí)現(xiàn)數(shù)字農(nóng)業(yè)具有重要意義。本文針對(duì)土壤pH值在線檢測(cè)受土壤水分影響,現(xiàn)有傳感器無法滿足土壤pH值在線檢測(cè)要求,導(dǎo)致在線檢測(cè)準(zhǔn)確性差問題,綜合國(guó)內(nèi)外pH傳感器研究現(xiàn)狀,通過微觀模擬和宏觀試驗(yàn)相結(jié)合的方法,研究銻電極對(duì)土壤微溶液pH值電化學(xué)響應(yīng)過程及機(jī)理,制備一種銻電極pH傳感器,揭示土壤含水量對(duì)pH傳感器的響應(yīng)特性影響規(guī)律,構(gòu)建含水量修正模型,提高pH值在線檢測(cè)性能。主要研究?jī)?nèi)容如下:（1）銻電極傳感器對(duì)土壤pH值檢測(cè)理論分析。通過銻電極對(duì)土壤微溶液pH值電化學(xué)反應(yīng)過程和響應(yīng)理論分析得到:銻電極傳感器輸出電勢(shì)模型,在25^oC下,銻電極理論能斯特響應(yīng)為59.2mV/pH;電極制備工藝和檢測(cè)溶液環(huán)境是影響銻電極傳感器輸出電勢(shì)的主要因素。通過土壤多相混合性質(zhì)、土壤水鹽擴(kuò)散規(guī)律和雙電層理論分析可知,增加土壤含水量,增大了土壤擴(kuò)散系數(shù),提高了銻電極電化學(xué)響應(yīng)的準(zhǔn)確性。（2）土壤含水量對(duì)銻電極檢測(cè)性能影響的分子模擬研究。基于分子動(dòng)力學(xué)理論模... 

【文章來源】：江蘇大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

電化學(xué)pH傳感器檢測(cè)示意圖

金屬/金屬氧化物pH傳感器研究現(xiàn)狀目前金屬/金屬氧化物pH傳感器的研究多集中在pH敏感電極材料的研究。自從Fox和Buck首次提出金屬/金屬氧化物作為pH傳感器中的敏感電極，揭示其響應(yīng)機(jī)理之后[26]，各類金屬/金屬氧化物先后被應(yīng)用于制備pH敏感電極。電極材料主要為過渡元素，包括Ir/IrO2、Ru/RuO2、Sb/Sb2O3、Zr/ZrO2和W/WO3等，除此之外，某些鈣鈦材料和混合氧化物也可用于制備pH傳感器，例如TiO2、SnO2、CeO2、Bi2O3-Nb2O5、鈦酸鋰(LLTO)和氧化鋯(YSZ)等[27-29]。(a)Ir/IrOx-pH傳感器(b)TiO2pH傳感器圖1.2金屬/金屬氧化物pH傳感器Figure1.2Metal/metaloxidepHsensor在金屬/金屬氧化物作為敏感電極應(yīng)用方面，2009年，杜寶中等人研究了全固態(tài)復(fù)合Ir/IrOx-pH傳感器，響應(yīng)斜率56±1.0mV/pH，與玻璃電極對(duì)照，△pH≤0.1，實(shí)現(xiàn)了非飽和水溶液下pH值測(cè)量，全固態(tài)復(fù)合Ir/IrOx-pH傳感器示意圖如圖1.2（a）所示[30]。2019年，YangChih-Chiang等人用過水熱法在摻氟氧化錫襯底上制備TiO2納米結(jié)構(gòu)，在2-12的pH范圍內(nèi)測(cè)量TiO2納米pH傳感器性

土壤pH值在線檢測(cè)傳感器及含水量對(duì)其檢測(cè)性能影響研究6基質(zhì)含水量補(bǔ)償模型。圖1.3pH傳感器溫度補(bǔ)償前后對(duì)比圖Figure1.3ComparisonchartofpHsensorbeforeandaftertemperaturecompensation綜上可知，目前常用于pH傳感器的的補(bǔ)償方法主要包括回歸分析法、硬件補(bǔ)償法、機(jī)器學(xué)習(xí)和差值擬合的方法。通過補(bǔ)償模型修正后，提高了pH傳感器對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性。回歸分析法通過對(duì)比變量之間的相互依賴關(guān)系，分析其變化規(guī)律，具有原理簡(jiǎn)單，數(shù)據(jù)需求少，補(bǔ)償精度高等優(yōu)點(diǎn)。本文選用二元回歸分析方法進(jìn)行土壤pH值在線檢測(cè)含水量補(bǔ)償。1.3主要研究?jī)?nèi)容與技術(shù)路線1.3.1研究目標(biāo)目前，pH傳感器對(duì)土壤環(huán)境適應(yīng)性差，對(duì)土壤pH值在線檢測(cè)存在影響因素多，準(zhǔn)確度差的問題，本文擬通過銻電極對(duì)土壤微溶液pH值電化學(xué)響應(yīng)過程的研究，揭示銻電極對(duì)土壤微溶液pH值敏感的機(jī)理；通過研究制備一種銻電極pH傳感器，研究土壤含水量對(duì)pH傳感器檢測(cè)性能的影響，揭示pH傳感器受土壤水分影響規(guī)律，構(gòu)建pH值在線檢測(cè)含水量修正模型，解決pH值在線檢測(cè)，準(zhǔn)確性不足的問題，實(shí)現(xiàn)土壤微溶液環(huán)境下pH值在線檢測(cè)。1.3.2研究?jī)?nèi)容研究銻電極對(duì)土壤微溶液pH值電化學(xué)響應(yīng)過程及機(jī)理，制備一種銻電極pH傳感器，通過微觀模擬和宏觀試驗(yàn)相結(jié)合的方法研究土壤含水量對(duì)pH傳感器的


本文編號(hào)：3549833