离子液体电解质硫化氢气体传感器的研究

发布时间：2021-09-05 00:45

　　电化学传感器具有灵敏度高、选择性好和电解质原料丰富等优点,一直以来受到了人们的广泛关注。但目前市场上销售的电化学传感器大多数采用水基电解液,存在高温环境易干燥,高湿环境易涨破等缺点。而且传统电化学传感器80%的体积用来装电解液,体积较大,不易实现小型化和阵列化的现代应用需求。因此,探索电解质新材料提升电化学传感器性能显得十分重要。近些年来离子液体因为优异的物化性能,在电化学研究中受到了广泛的应用。但目前将离子液体应用于硫化氢气体电化学传感器的研究较少。因此,本文针对硫化氢气体电化学传感器的缺点,使用纯离子液体代替传统溶剂,设计了可进行商业化的离子液体气体传感器。并从14种离子液体中筛选出有潜力应用于商业硫化氢气体电化学传感器的电解质。最后,对硫化氢气体在Pt电极上的反应过程进行了测试和分析。具体内容如下:（1）设计和制作了离子液体电化学气体传感器的结构,重点讨论了电化学气体传感器的作用原理和结构特点,制备出适合电化学气体催化反应的多孔气体扩散电极并对电极材料进行表征。制作的适合商业化应用和电极过程分析的两种传感器结构,经测试结果分析表明两种传感器结构都能满足目标气体在工作电极三相界面上... 

【文章来源】：郑州大学河南省 211工程院校

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

传统Clark氧传感器结构的示意图

1绪论8硫化氢的危害和灵敏检测仪器的研发是预防事故发生的有效手段。1.2.2硫化氢气体来源图1.2自然界中H2S气体的循环图H2S是工作环境中最危险的有毒气体之一，仅次于一氧化碳气体[25]。H2S气体易产生和聚集于高温、密闭空间以及低风速等环境条件下。因此，采油和采矿、石油精炼、下水道和废水处理、农业渔业、纺织和造纸、食品加工、热沥青铺路等行业的工人，被认为是受到硫化氢气体威胁较高的人群。化石能源中含有大量的H2S气体，每年因为自然或人为开采加工等原因不断的向大气中进行释放。SamanthaL等人分析了各行业硫化氢排放量的估值，发现产生硫化氢的主要领域为自然地热活动、能源生产和动物饲养(AFO)。其中，动物饲养领域和能源生产所产生的硫化氢气体大致相当[22]。H2S来源分为自然生成和工业生产中的副产品。自然生成的硫化氢主要有两种生成方式：(1)硫酸盐和含硫有机化合物的非特异性和厌氧细菌还原生成。(2)作为亚硫酸盐代谢的副产品被某些植物释放[26]；工业生产中H2S产生于石油天

域产品的开发。1.4 电极过程的基本历程电极/溶液界面上电极过程是由不同的单元步骤组成，一般包括化学反应、电子转移和传质步骤等一系列变化。具体步骤如图 1.3 所示。但实际上这些步骤不仅会串联发生，可能有多个并联的电子转移过程。电极过程中电荷转移和传质步骤一般为控制步骤会造成电极的电化学极化或浓差极化。但电极过程的控制步骤是动态的相对而言的，当电极反应条件改变时速控步骤也可能发生改变。

【参考文献】：
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本文编号：3384331