用于海洋酸化/海底热液等海洋环境的微电极的研制与应用
发布时间：2024-11-02 07:50
化学传感器在二十世纪的发展极其迅猛,在医疗、生物、化学等领域都发挥了重要的作用。化学传感器在海洋领域的应用得到了广泛的重视。本课题研究主要针对不同的海洋研究对象,分别研制了探测珊瑚内部微环境的液膜微电极以及探测热液溶解H2S的固体电极。研究结果对于研究海洋生物对海洋酸化的响应,多因素培养条件对珊瑚钙化和生长的影响,珊瑚的钙化机制,以及探寻浅海热液分布规律都有着重要的意义。 本课题研究了基于中性载体的pH液膜微电极、Ca2+液膜微电极以及C032-液膜微电极,液膜微电极具有体积极小、灵敏度高、响应速度快等优点,液膜微电极的尖端直径仅有5μm,适合应用于生物组织、细胞层面的离子浓度探测。本课题自主设计制造了三维微电极操纵器和全自动控制程序,能够控制微电极移动,能够实现全自动采集数据和实时传输记录数据的功能。 通过大量实验对制备液膜微电极的技术进行了优化。制作的pH液膜微电极Ca2+液膜微电极以及C032-液膜微电极满足能斯特定律,具有线性相关系数好,响应范围宽,灵敏度高,寿命长等优点。这三种传感器能够满足观测珊瑚内部微化学环境的要求。 结合液膜微电极和三维微电极操纵器,对不同种类...
【文章页数】：166 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
符号与缩略语表
插图和附表清单
1 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 海洋酸化
1.1.2 海洋碳化学系统
1.1.3 生物对于海洋酸化的响应
1.1.4 海底热液系统
1.1.5 研究目的
1.2 研究内容
1.3 论文结构
2 液膜离子选择性电极的研究
2.1 液膜离子选择性微电极
2.1.1 液膜离子选择性电极研究背景
2.1.2 液膜离子选择性电极的响应原理
2.1.3 液膜离子选择性电极的发展
2.1.4 海洋碳酸盐体系参数以及其测定方法
2.2 液膜离子选择性电极的制备
2.2.1 液膜离子选择微电极的液膜
2.2.2 液膜离子选择微电极的结构
2.3 电极的性能评估
2.3.1 电极的测试
2.3.2 电极的标定
2.3.3 电极的实际应用
2.4 实验室条件制备三种液膜微电极
2.4.1 H+液膜微电极
2.4.2 Ca2+液膜微电极
2.4.3 CO3
2-液膜微电极
2.4.4 实验材料和仪器
2.4.5 微电极的制备
2.4.6 pH液膜微电极的响应特性与分析
2.4.7 Ca2+液膜微电极的响应特性与分析
2.4.8 CO3
2-液膜微电极的响应特性与分析
2.5 三维微电极操纵器和控制程序的设计以及实例应用
2.6 本章小结
3 珊瑚对海洋酸化的响应的研究
3.1 珊瑚的定义和珊瑚的分布
3.1.1 珊瑚的钙化
3.1.2 钙化机理
3.1.3 海洋酸化及其对珊瑚的影响
3.2 液膜微电极对珊瑚内部化学环境的研究
3.2.1 前人研究
3.2.2 微电极探测珊瑚内部离子分布以及浓度
3.2.3 营养盐、pCO2和温度对不同种类珊瑚的综合影响的多因素实验
3.3 实验结果
3.3.1 室内条件探测珊瑚内部化学环境
3.3.2 多因素综合实验
3.4 讨论
3.4.1 生物活动影响珊瑚腔体内的pH值
3.4.2 Ca2+的转运机制
3.4.3 珊瑚体内的碳酸盐系统
3.4.4 珊瑚对酸化等因素的响应
3.5 本章小结
4 全固体离子选择电极对龟山岛热液区域的探测
4.1 全固体离子选择性电极
4.2 基于电镀纳米技术的全固体H2S电极
4.2.1 电镀纳米技术
4.2.2 实验材料与仪器
4.2.3 制备方法
4.2.4 表征以及性能测试
4.3 基于金属氧化物的全固体pH电极
4.3.1 熔融碳酸锂和过氧化钠共混制备Ir/IrOx电极
4.3.2 实验材料与仪器
4.3.3 制备方法
4.3.4 表征以及性能测试
4.4 集合全固体电极的多参数化学传感器在台湾龟山岛热液区的应用
4.4.1 龟山岛区域背景介绍
4.4.2 化学传感器的制备与测试
4.4.3 多参数化学传感器的设计与测试
4.4.4 数据与分析
4.5 本章小结
5 总结与展望
5.1 主要研究成果
5.2 论文主要创新点
5.3 下一步研究方向
参考文献
作者简历
本文编号：4009262
【文章页数】：166 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
符号与缩略语表
插图和附表清单
1 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 海洋酸化
1.1.2 海洋碳化学系统
1.1.3 生物对于海洋酸化的响应
1.1.4 海底热液系统
1.1.5 研究目的
1.2 研究内容
1.3 论文结构
2 液膜离子选择性电极的研究
2.1 液膜离子选择性微电极
2.1.1 液膜离子选择性电极研究背景
2.1.2 液膜离子选择性电极的响应原理
2.1.3 液膜离子选择性电极的发展
2.1.4 海洋碳酸盐体系参数以及其测定方法
2.2 液膜离子选择性电极的制备
2.2.1 液膜离子选择微电极的液膜
2.2.2 液膜离子选择微电极的结构
2.3 电极的性能评估
2.3.1 电极的测试
2.3.2 电极的标定
2.3.3 电极的实际应用
2.4 实验室条件制备三种液膜微电极
2.4.1 H+液膜微电极
2.4.2 Ca2+液膜微电极
2.4.3 CO3
2-液膜微电极
2.4.4 实验材料和仪器
2.4.5 微电极的制备
2.4.6 pH液膜微电极的响应特性与分析
2.4.7 Ca2+液膜微电极的响应特性与分析
2.4.8 CO3
2-液膜微电极的响应特性与分析
2.5 三维微电极操纵器和控制程序的设计以及实例应用
2.6 本章小结
3 珊瑚对海洋酸化的响应的研究
3.1 珊瑚的定义和珊瑚的分布
3.1.1 珊瑚的钙化
3.1.2 钙化机理
3.1.3 海洋酸化及其对珊瑚的影响
3.2 液膜微电极对珊瑚内部化学环境的研究
3.2.1 前人研究
3.2.2 微电极探测珊瑚内部离子分布以及浓度
3.2.3 营养盐、pCO2和温度对不同种类珊瑚的综合影响的多因素实验
3.3 实验结果
3.3.1 室内条件探测珊瑚内部化学环境
3.3.2 多因素综合实验
3.4 讨论
3.4.1 生物活动影响珊瑚腔体内的pH值
3.4.2 Ca2+的转运机制
3.4.3 珊瑚体内的碳酸盐系统
3.4.4 珊瑚对酸化等因素的响应
3.5 本章小结
4 全固体离子选择电极对龟山岛热液区域的探测
4.1 全固体离子选择性电极
4.2 基于电镀纳米技术的全固体H2S电极
4.2.1 电镀纳米技术
4.2.2 实验材料与仪器
4.2.3 制备方法
4.2.4 表征以及性能测试
4.3 基于金属氧化物的全固体pH电极
4.3.1 熔融碳酸锂和过氧化钠共混制备Ir/IrOx电极
4.3.2 实验材料与仪器
4.3.3 制备方法
4.3.4 表征以及性能测试
4.4 集合全固体电极的多参数化学传感器在台湾龟山岛热液区的应用
4.4.1 龟山岛区域背景介绍
4.4.2 化学传感器的制备与测试
4.4.3 多参数化学传感器的设计与测试
4.4.4 数据与分析
4.5 本章小结
5 总结与展望
5.1 主要研究成果
5.2 论文主要创新点
5.3 下一步研究方向
参考文献
作者简历
本文编号：4009262
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/haiyang/4009262.html
