基于碳酸银/碳酸钡复合材料的全固态碳酸根离子选择电极的制备与应用

发布时间：2022-07-14 21:07

　　碳酸根（CO32-）是水体中主要的阴离子,影响着水体的pH。它的测定在渔业养殖、工业生产、环境监测及生理分析等领域有着十分重要的意义。全固态离子选择电极具有灵敏度高、结构小巧、响应时间短、样品无损耗等优点,在CO32-原位在线测定领域受到了广泛关注。本文利用电化学和离子交换法开发了一种以纳米银作为离子-电子传导层、碳酸银/碳酸钡复合材料作为敏感物质的全固态碳酸根离子选择电极,并对电极的制备原理、工艺流程和测试方法进行了详细介绍。利用X射线衍射、扫描电镜、能谱和电化学分析技术对电极的制备工艺进行优化,对优化后的电极进行了性能表征,并将电极用于锅炉水内CO32-含量的测定。分别以硝酸银、碳酸钠和氢氧化钡作为反应液,采用电化学法和离子交换法在银丝表面原位合成纳米银-碳酸银/碳酸钡复合膜,并研究了纳米银电镀时间、循环伏安扫描圈数、扫描速率、电解液浓度和离子交换反应时间主要工艺参数对产物的影响。结果表明,电镀纳米银时长为5min,扫描圈数为2圈,扫描速率介于50 mV/s-250 mV/s,碳酸钠浓度介于1 wt.%-5 wt.%,离子交换反应时间介于30 min90min条件下制备的纳米银-碳... 

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
符号与缩略语表
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 研究现状
    1.3 离子选择电极
        1.3.1 离子选择电极的发展
        1.3.2 离子选择电极的分类
        1.3.3 离子选择电极的响应原理
        1.3.4 离子选择电极的性能参数
    1.4 全固态碳酸根离子选择电极材料
        1.4.1 纳米银的研究
        1.4.2 碳酸银的研究
        1.4.3 碳酸钡的研究
    1.5 研究内容
    1.6 论文结构
2 实验部分
    2.1 材料与仪器
        2.1.1 实验材料
        2.1.2 实验仪器
    2.2 全固态碳酸根电极的制备
        2.2.1 银丝预处理
        2.2.2 电化学制备纳米银
        2.2.3 碳酸银的制备
        2.2.4 碳酸银/碳酸钡复合材料的制备
    2.3 全固态电极膜材料的测试与表征
        2.3.1 电极膜材料微观形貌及元素组成
        2.3.2 电极膜材料物相分析
        2.3.3 全固态离子选择电极的电化学表征
3 工艺条件对复合材料的影响
    3.1 电沉积纳米银粒子的研究
    3.2 电沉积碳酸银的研究
        3.2.1 循环伏安产物的形成过程及XRD表征
        3.2.2 扫描圈数的影响
        3.2.3 扫描速率的影响
        3.2.4 电解液浓度的影响
    3.3 碳酸银/碳酸钡复合材料的研究
    3.4 本章小结
4 优化工艺条件下电极的性能及应用
    4.1 优化工艺条件下电极对碳酸根的电化学响应能力
        4.1.1 电极的响应斜率与检测下限
        4.1.2 响应时间
        4.1.3 电极选择性
        4.1.4 电极的重现性和寿命
        4.1.5 温度效应
        4.1.6 电极制备工艺的重现性
    4.2 全固态离子选择电极探测热交换水中碳酸根含量
        4.2.1 研究背景
        4.2.2 离子选择电极的分析技术
        4.2.3 测试过程
        4.2.4 测试结果分析
    4.3 本章小结
5 总结与展望
    5.1 研究结论
    5.2 研究展望
参考文献
作者简历



本文编号：3661875