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水环境中有机物检测微纳传感器研究

水环境中有机物检测微纳传感器研究

作者：张赞宁波大学

学位级别：硕士

近年来,物联网技术的发展在诸多领域中都发挥了重要的作用,随着水环境中有机物污染问题的日益严重,物联网技术在水环境监测领域的应用也逐渐展开。它通过运用先进的传感器技术、自动控制技术、计算机技术与通信网络等所组成的综合性系... 详细信息

近年来,物联网技术的发展在诸多领域中都发挥了重要的作用,随着水环境中有机物污染问题的日益严重,物联网技术在水环境监测领域的应用也逐渐展开。它通过运用先进的传感器技术、自动控制技术、计算机技术与通信网络等所组成的综合性系统为环境安全的精细化、网格化监测提供技术保障。然而,物联网技术在水环境监测中的应用对有机物检测传感器提出了新的要求。传统的有机物检测传感器往往体积较大且操作起来既费时又操作不便,有的功耗高、成本高甚至对环境易造成二次污染,难以应用于大规模的实时测量。随着国家对水环境精细化、网格化的管理与检测要求,精度高、体积小、可集成、成本低的水环境有机物检测传感器被市场所急需。本论文根据物联网水质监测系统构建的需求,基于电化学超级氧化消解原理与MEMS微纳集成制造技术中的硅基各向异性湿法腐蚀、金属溅射和硅玻璃阳极键合等工艺研制了一种新型水环境中有机物检测微纳传感器,并进行了实际样本测试验证。本论文主要完成了以下研究工作:1.针对电化学三电极体系中的参比电极长时间稳定及测量准确度要求,采用硅基各向异性湿法腐蚀和金属溅射等工艺设计制造了一种具有KCl饱和溶液储液腔和用于离子交换的微纳米孔阵列结构的芯片式Ag/Ag Cl参比电极,经测试该电极参比电位在长时间连续测试及宽缓冲液浓度范围测试条件下性能优于传统商用参比电极,具有更好的稳定性和更长的使用寿命;2.针对物联网监测精细化、网格化对传感器大规模应用的要求,在硅基芯片式参比电极的基础上,通过金属电镀和硅玻璃双面键合工艺制备了Pb O工作电极与Pt对电极,制造了具有微检测腔的有机物检测微纳传感器,该传感器尺寸为12mm×10mm×1.2mm;3.建立了基于电化学超级氧化原理的水中有机物快速检测方法,微纳传感器测试样本量仅需2.5μL,测试时间缩短至2秒以内,传感器灵敏度达到1mg/L,测量范围为5mg/L～250mg/L,并用于自来水和河水等实际水样中有机物的快速检测和分析。本论文研制的新型水中有机物检测微纳传感器具有体积小、易集成、稳定性高、使用寿命长、可批量制备等显著特点,可满足物联网监测系统实施的技术要求,将为水质组网监测的大规模应用提供了核心传感器。

关键词：有机物检测微纳传感器 MEMS批量制造电化学超级氧化技术

垃圾焚烧残留有机物检测的In2O3、WO3气敏材料的研究

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垃圾焚烧残留有机物检测的In2O3、WO3气敏材料的研究

作者：沈超湖南工业大学

学位级别：硕士

近些年来对于垃圾焚烧残留物中潜在的有毒和有气味的有机部分研究还处在空白阶段,这些污染物的重视程度远低于重金属。人们需要对这些残留有机物进行适当地检测。本研究为了探究能够对垃圾焚烧残留有机物检测的半导体氧化物气敏材料,通... 详细信息

近些年来对于垃圾焚烧残留物中潜在的有毒和有气味的有机部分研究还处在空白阶段,这些污染物的重视程度远低于重金属。人们需要对这些残留有机物进行适当地检测。本研究为了探究能够对垃圾焚烧残留有机物检测的半导体氧化物气敏材料,通过对InO和WO的研究并采用稀土掺杂,形貌控制,金属掺杂等方法提高它的气敏性能。研究的内容主要包括:(1)通过掺杂稀土离子的InO的气敏材料的制备及气敏性能研究,发现掺杂了5%Yb的InO纳米片对比于其他稀土掺杂的InO气敏材料显示出对丙酮优异的气敏性能,它在220℃的最佳工作温度下对50ppm的丙酮响应达到了15.6,同时它的响应恢复能力和稳定性也很优异。(2)通过添加硝酸、冰乙酸的InO气敏材料的制备及气敏性能研究,结果表明:添加了100μl的硝酸和添加了400μl冰乙酸的InO气敏材料在250℃的最佳工作环境下都显示出对乙醇气体最佳的响应效果,并且分别显示出纳米中空球和四方块的特殊结构。(3)利用前驱体法制备InO气敏材料,成功地合成了InO超细纳米线,并且观察到其中5%Gd掺杂的InO超细纳米线结构的气敏材料在250℃的工作温度下对乙醇的响应值最为优异,具有用于制造高性能乙醇传感器的可能性。(4)通过金属掺杂的WO气敏材料的制备及气敏性能研究,归结出Sn/W的比率为5%的WO气敏材料显示出独特的纳米片-纳米线结构,并且在220℃的最佳工作温度下对乙醇显示出良好的气敏性能。

关键词：垃圾焚烧有机物检测 In2O3/WO3气敏材料气敏性能

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土壤中挥发性有机物检测与分析路径探究

中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 2023年第6期 51-54页

作者：李博文山东泰科环境监测有限公司山东临沂276000

随着社会的发展,经济水平的不断提高,人们日益认识到良好的生存环境对人类发展的重要性。在人类赖以生存大气环境、水环境、土壤环境中,土壤环境是深入地底,人类看不到摸不到的存在,人们只能通过植被的变化、土壤的检测来判断土壤的健... 详细信息

随着社会的发展,经济水平的不断提高,人们日益认识到良好的生存环境对人类发展的重要性。在人类赖以生存大气环境、水环境、土壤环境中,土壤环境是深入地底,人类看不到摸不到的存在,人们只能通过植被的变化、土壤的检测来判断土壤的健康程度。科学技术的提升为土壤监测技术创造了良好的技术条件,但由于国内环境管理的起步晚、发展慢,导致国内一些土壤检测技术仍然达不到理想水平。因此,本文旨在探究当前环境下土壤中挥发性有机物的检测方法在实际工作中的应用与分析路径,对其难点痛点进行分析,以供土壤检测技术人员的交流与经验探讨。

关键词：挥发性有机物有机物检测土壤中有机物

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废气中挥发性有机物检测方法的应用研究

中国科技期刊数据库工业A 2022年第12期 168-171页

作者：范丽华邵彩艳内蒙古谱尼测试技术有限公司内蒙古呼和浩特010000

大气中挥发性有机物(VOCs)的增加会对大气环境、生态环境以及人类的身体健康带来一定的影响,因此相关部门需要提高对VOCs监测治理的重视程度。在监测过程中可以采用相关技术,在治理工作中可以采用热破坏、生物治理、光分解等治理技术。... 详细信息

大气中挥发性有机物(VOCs)的增加会对大气环境、生态环境以及人类的身体健康带来一定的影响,因此相关部门需要提高对VOCs监测治理的重视程度。在监测过程中可以采用相关技术,在治理工作中可以采用热破坏、生物治理、光分解等治理技术。通过这些技术的结合应用,实现预期的治理目标。同时在这一过程中加强监管机制的建设,拓展技术的应用空间,实现技术综合应用,构建完善体系,加强监督管理,有效解决以往工作中存在的各类问题,提高VOCs监测治理效率。

关键词：废气检测挥发性有机物有机物检测

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挥发性有机物检测中内标法与外标法的比较

皮革制作与环保科技 2021年第15期2卷 100-101页

作者：房新宇陈芳王璨璨肖艺上海市杨浦区疾病预防控制中心上海200090 上海农林职业技术学院上海201699

众所周知,挥发性有机物是一种具有代表性的有机污染物,是现阶段造成大气污染的重要复合物之一。随着国内国民经济的高速发展,挥发性有机物的排放量也在不断增加,不仅会引发一系列的雾霾、光化学烟雾等污染事件,还会对人类的身体健康造... 详细信息

众所周知,挥发性有机物是一种具有代表性的有机污染物,是现阶段造成大气污染的重要复合物之一。随着国内国民经济的高速发展,挥发性有机物的排放量也在不断增加,不仅会引发一系列的雾霾、光化学烟雾等污染事件,还会对人类的身体健康造成严重的负面影响。本文针对挥发性有机物检测中内标法与外标法进行比较和分析,其主要目的在于提升挥发性有机物检测工作的有效性和可靠性。

关键词：挥发性有机物有机物检测内标法外标法比较分析

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室内空气中苯系物等有机物的检测

中国环境卫生 2001年第2期4卷 16-19页

作者：叶能权陈利平等广东省职业病防治院，广州510310

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地下水环境中挥发性有机物现场快速检测方法

能源与环保 2022年第6期44卷 24-29页

作者：俞辉沈金丽浙江新鸿检测技术有限公司浙江嘉兴314000

为提高有机物应急检测的效率以及准确性,针对地下水环境,设计了一种挥发性有机物现场快速检测方法。以四氯乙烯、二氯甲烷、氯溴甲烷、1,2-二氯丙烷、异丁苯、2-氯甲苯为检测目标,在确定实验材料与仪器后选择与仪器相匹配的色谱柱,选定... 详细信息

为提高有机物应急检测的效率以及准确性,针对地下水环境,设计了一种挥发性有机物现场快速检测方法。以四氯乙烯、二氯甲烷、氯溴甲烷、1,2-二氯丙烷、异丁苯、2-氯甲苯为检测目标,在确定实验材料与仪器后选择与仪器相匹配的色谱柱,选定合适的吹扫时间、吹扫温度、捕集时间、捕集温度以及气相色谱进样口温度,配置样品标准曲线并及时清除实验中的污染。通过有机物分离效果可知,利用该方法可以在9 min内完成对6种有机物的分离,且标准曲线相关系数均在0.9950~0.9999,最低检出限均在0.025~0.045μg/L。由此可见,该方法具备较好的检测速度以及检测灵敏度。

关键词：地下水环境挥发性有机物有机物检测地下水污染

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有机物实验室应急检测方法

化工管理 2018年第32期 113-114页

作者：江帆南京水务集团有限公司水质监测中心江苏南京210036

自来水作为普通民众主要的饮用和生活用水,其水质安全关系到普通民众的健康。因此如何建立起一套实验室有机物应急检测方法,在突发事件时能够做到及时发现、快速准确检测有机物,采取相应的有效处理措施,保证饮用水源水质的安全,是现代... 详细信息

自来水作为普通民众主要的饮用和生活用水,其水质安全关系到普通民众的健康。因此如何建立起一套实验室有机物应急检测方法,在突发事件时能够做到及时发现、快速准确检测有机物,采取相应的有效处理措施,保证饮用水源水质的安全,是现代自来水检测的重要课题之一。

关键词：有机物检测气质联用法液质联用法

工业铝酸钠溶液中腐殖酸的检测分析及降解规律研究

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中国有色冶金 2024年第3期53卷 72-80页

作者：王明理皮溅清赵志强范尚韦金钏东北大学冶金学院辽宁沈阳110819 广西田东锦鑫化工有限公司广西百色533000 开曼铝业(三门峡)有限公司管理总部浙江杭州310000 中南大学冶金与环境学院湖南长沙410000

铝酸钠溶液中的有机物对氧化铝生产危害较大,目前铝酸钠溶液中腐殖酸浓度测定操作流程繁琐、测定结果准确度低,本文创新性提出了以“萃取-沉淀法”测定的腐殖酸浓度为基础,采用“吸光光度法”快速测定腐殖酸浓度的方法,并探讨进入工业... 详细信息

铝酸钠溶液中的有机物对氧化铝生产危害较大,目前铝酸钠溶液中腐殖酸浓度测定操作流程繁琐、测定结果准确度低,本文创新性提出了以“萃取-沉淀法”测定的腐殖酸浓度为基础,采用“吸光光度法”快速测定腐殖酸浓度的方法,并探讨进入工业铝酸钠溶液中的腐殖酸在高温循环过程中的降解规律,得到以下主要结论。萃取-沉淀法测定的原理是在反萃溶液中加入钡盐溶液沉淀腐殖酸,然后焙烧沉淀物,通过焙烧产物的质量推算腐殖酸浓度,试验用工业铝酸钠溶液中的腐殖酸浓度为1.80 g/L;吸光光度法测定的原理是先通过试验测定吸光度曲线方程Y=1.6298X-0.1628,再测定待测溶液吸光度,吸光度测量值应在0.2~2.0之间,代入方程即可计算出待测溶液中的腐殖酸浓度。温度和时间对腐殖酸的去除影响较大,温度越高,保温时间越长腐殖酸的去除率越高,280℃保温1 h后,腐殖酸去除率为68.30%;温度和时间对铝酸钠溶液中的总有机碳,以及丙二酸根、甲酸根、乙酸根、丁二酸根和草酸等小分子酸的质量浓度影响不大,但是草酸根质量浓度在长时间保温后则有较大幅度的增加,工业生产中需关注草酸钠质量浓度的变化。

关键词：铝冶炼铝酸钠溶液有机物检测腐殖酸浓度萃取-沉淀法吸光光度法腐殖酸去除率降解规律