海底热液探测的电化学传感器制备与海上试验应用研究
发布时间：2020-12-12 06:30
近年来,化学传感器应用于海洋领域的在线测量越来越受到重视。本课题研究主要针对pH传感器的改进和实验室性能测试,以及课题组研制的包括改进后的pH电极的多参数化学传感器系统在深海、浅海多个热液系统的海试研究结果。研究结果对如何结合化学传感器的实验室研究成果,与化学传感器在海洋在线测量领域的应用研究方面,具有重要实践意义。pH值作为表征深海热液环境以及扩散流区域溶液化学性能的基本参数,是实现化学传感器在线测量的基础问题,受到海洋科学研究者的广泛关注。以前试制的电化学原位传感器,在实际海试中虽然对海底异常信号有响应,但由于电极信号的不稳定因素,限制了电极在海洋领域的应用范围。本研究基于熔融碳酸锂氧化金属原理,提出了改进传统熔融碳酸锂法制备IrOx电极的方法。对改进后IrOx电极的性能测试与相应的表面扫描电镜测试发现,改进方法后电极保持了原电极的优点,并在各响应性能方面都有显著提高。特别是熔融碳酸锂混合过氧化钠制备的IrOx电极,具备重复性好,在大跨度pH溶液之间的响应快速稳定,长时问连续监测的漂移小于5mV,同一批次所制备电极性能几乎相同,使用寿命长等优点。实验室测试研究发现,熔融碳酸锂混合过...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：143 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
目录
插图和附表清单
第一部分
第1章 绪论
1.1 海洋调查研究的意义与进展
1.2 对热液的探测方法研究
1.2.1 原位保真采样技术
1.2.2 原位测量技术
1.2.3 金属氧化物传感器的研究现状与应用
1.3 本论文的研究重点与主要内容
1.4 论文结构
第2章 金属氧化物类电极的响应机理与碳酸盐氧化金属的理论研究
2.1 氧化铱传感器的响应机理研究
2.1.1 氧化铱电极的制备方法与响应机理研究
2.1.2 熔融碳酸锂法制备氧化铱电极的研究
2.2 熔融碳酸盐氧化金属的机理研究
2.2.1 熔融碳酸盐强氧化性的机理研究
2.2.2 金属在熔融碳酸盐体系中的氧化机理研究
2.3 本章小结
第3章 pH电极的制备与实验室试验研究
3.1 基于熔融碳酸盐制备IrOx电极的方法
3.1.1 制备材料、试剂与设施
3.1.2 传统熔融碳酸锂制备氧化铱电极方法
3.1.3 加入强制对流的熔融碳酸锂制备IrOx电极方法
2O2制备IrOx电极方法"> 3.1.4 熔融碳酸锂混合Na2O2制备IrOx电极方法
3.1.4.1 碳酸锂与过氧化钠粉末的混合比与共熔点的研究
3.1.4.2 熔融碳酸锂混合过氧化钠法制备电极
3.2 实验室测试设备与测试步骤
3.2.1 实验室常温常压下的性能测试
3.2.2 实验室非常温常压下的性能测试
3.2.3 实验室非常温高压下的性能测试
3.3 实验测试用设备
3.3.1 常温常压实验设备
3.3.2 高温高压实验设备
3.3.2.1 流动可控温控压装置
3.3.2.2 pH缓冲溶液的配置与相应温度下的pH计算
3.3.3 表面分析用设备
3.4 实验结果与讨论
3.4.1 常温常压测试结果与电极表面分析
3.4.1.1 加入强制对流方法改进电极结果
3.4.1.2 熔融碳酸锂混合过氧化钠法改进电极结果
3.4.1.3 小结
3.4.2 非常温常压测试结果分析
3.4.3 非常温非常压测试结果分析
3.4.4 结论
3.5 本章小结
第一部分总结
第二部分
第4章 基于多参数化学传感器的海底热液探测研究
4.1 探测海底热液的意义与现状
4.2 基于探测多参数化学参数探查热液口的理论研究
4.3 多参数化学传感器制备
4.3.1 化学传感器制备
4.3.2 多参数化学传感器采集装置设计及封装
4.4 深海应用研究与数据分析
4.4.1 传感器链探测数据
4.4.2 电极响应性能分析
4.5 浅海海域应用与数据分析
4.5.1 传感器链及其拖曳作业方式
4.5.2 传感器链探测数据与数据分析
4.6 本章小结
第5章 台湾龟山岛浅海型热液羽状流构造的研究
5.1 浅海热液系统的特点与研究意义
5.2 浅海热液系统的研究现状
5.3 龟山岛浅海热液系统的特点
5.4 对龟山岛热液分布测量的设备和测量方法
5.5 测试结果与数据分析
5.6 本章小结
第二部分总结
第6章 总结与展望
6.1 主要研究成果
6.2 论文主要创新点
6.3 展望
参考文献
作者简介
本文编号：2912032
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：143 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
目录
插图和附表清单
第一部分
第1章 绪论
1.1 海洋调查研究的意义与进展
1.2 对热液的探测方法研究
1.2.1 原位保真采样技术
1.2.2 原位测量技术
1.2.3 金属氧化物传感器的研究现状与应用
1.3 本论文的研究重点与主要内容
1.4 论文结构
第2章 金属氧化物类电极的响应机理与碳酸盐氧化金属的理论研究
2.1 氧化铱传感器的响应机理研究
2.1.1 氧化铱电极的制备方法与响应机理研究
2.1.2 熔融碳酸锂法制备氧化铱电极的研究
2.2 熔融碳酸盐氧化金属的机理研究
2.2.1 熔融碳酸盐强氧化性的机理研究
2.2.2 金属在熔融碳酸盐体系中的氧化机理研究
2.3 本章小结
第3章 pH电极的制备与实验室试验研究
3.1 基于熔融碳酸盐制备IrOx电极的方法
3.1.1 制备材料、试剂与设施
3.1.2 传统熔融碳酸锂制备氧化铱电极方法
3.1.3 加入强制对流的熔融碳酸锂制备IrOx电极方法
2O2制备IrOx电极方法"> 3.1.4 熔融碳酸锂混合Na2O2制备IrOx电极方法
3.1.4.1 碳酸锂与过氧化钠粉末的混合比与共熔点的研究
3.1.4.2 熔融碳酸锂混合过氧化钠法制备电极
3.2 实验室测试设备与测试步骤
3.2.1 实验室常温常压下的性能测试
3.2.2 实验室非常温常压下的性能测试
3.2.3 实验室非常温高压下的性能测试
3.3 实验测试用设备
3.3.1 常温常压实验设备
3.3.2 高温高压实验设备
3.3.2.1 流动可控温控压装置
3.3.2.2 pH缓冲溶液的配置与相应温度下的pH计算
3.3.3 表面分析用设备
3.4 实验结果与讨论
3.4.1 常温常压测试结果与电极表面分析
3.4.1.1 加入强制对流方法改进电极结果
3.4.1.2 熔融碳酸锂混合过氧化钠法改进电极结果
3.4.1.3 小结
3.4.2 非常温常压测试结果分析
3.4.3 非常温非常压测试结果分析
3.4.4 结论
3.5 本章小结
第一部分总结
第二部分
第4章 基于多参数化学传感器的海底热液探测研究
4.1 探测海底热液的意义与现状
4.2 基于探测多参数化学参数探查热液口的理论研究
4.3 多参数化学传感器制备
4.3.1 化学传感器制备
4.3.2 多参数化学传感器采集装置设计及封装
4.4 深海应用研究与数据分析
4.4.1 传感器链探测数据
4.4.2 电极响应性能分析
4.5 浅海海域应用与数据分析
4.5.1 传感器链及其拖曳作业方式
4.5.2 传感器链探测数据与数据分析
4.6 本章小结
第5章 台湾龟山岛浅海型热液羽状流构造的研究
5.1 浅海热液系统的特点与研究意义
5.2 浅海热液系统的研究现状
5.3 龟山岛浅海热液系统的特点
5.4 对龟山岛热液分布测量的设备和测量方法
5.5 测试结果与数据分析
5.6 本章小结
第二部分总结
第6章 总结与展望
6.1 主要研究成果
6.2 论文主要创新点
6.3 展望
参考文献
作者简介
本文编号：2912032
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/haiyang/2912032.html
