基于氧化石墨烯合成的金属有机框架镀膜光纤传感研究
发布时间：2021-04-16 20:26
由于氧化石墨烯（Graphene oxide,GO）在制作的时候引入了非常多的含氧基团,如羟基、羧基、羰基等,从而使得GO在水和乙醇溶液中有很好的分散性。而且,GO本身的比表面积比较大,这些特点为合成的金属有机框架的更加丰富的多孔结构提供了有力保障。本文研究了基于GO合成的金属有机框架镀膜光纤传感器,主要研究内容包括:1、介绍了几种传统的马赫-曾德干涉仪（Mach-Zehnder interferometer,MZI）光纤传感结构,及其工作原理,并对GO的光纤镀膜技术进行了简要的介绍。对于金属有机框架（Metal organic framework,MOF）的发展与合成方式以及合成条件也进行了简单的描述。2、提出了一种电化学（Electrochemistry,EC）方式合成MOF。这种合成方法可以高效利用有机基底,更高的能源利用率,在常温状态下就可以发生的合成反应。经过检测,发现以GO作为有机基底合成的MOF具有电阻高、亲水性差、对于玻璃基底的附着性增强等特点。经过FTIR光谱测量,发现GO中的羧基与金属镍结合在了一起,形成非常稳定的共价键。3、提出了一种毛细管加热镀膜法,将GO-Ni...
【文章来源】：中国计量大学浙江省
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
不同长度的花生级联结构干涉谱
中国计量大学硕士学位论文6图1.6反射式花生结构的MZI传感器示意图1.2.4蝶形锥结构光纤传感器光纤中熔锥型结构已经是一个较为成熟的技术，将光纤中的涂覆层剥除以后，用火焰的外沿灼烧光纤结构，在恒定拉力的马达驱动下，使得光纤延长，熔融部分就会在牵引力的作用下拉长变细，形成了较为简单的锥型结构。而这种熔锥的方法操作不方便，还要调整好火焰的高度，宽度等因素使得光纤的腰椎结构满足实验要求，而蝶形锥的制作和该结构的参数控制却可以方便调控。将光纤熔接机设置一定的放电参数，当两根光纤相互靠近放电电极进行熔接的时候，两边的马达向外拉伸，就可以形成中间是小球结构，球形两端是两个尖锥，像蝴蝶的两个翅膀，取名为蝶形锥(Bowknot-typetaper,BTT)，熔接的结构图如图1.7所示。图1.7光纤熔接机中蝶形锥结构的X和Y两个视场图其熔接机的具体参数设置[7]如表1.1所示：
中国计量大学硕士学位论文7表1.1制作蝶形锥的熔接机参数蝶形锥结构与纤芯错位相结合也可以产生MZI干涉，其结构原理图如图1.8所示,当光经过蝶形锥结构激发出部分包层模，使得光信号在该结构点分束。信号光在SMF1的包层和纤芯都有分布，传输到SMF2这个纤芯错位结构处时，SMF1中一部分的纤芯光和包层光进入到SMF2的纤芯中合束。这些进入SMF2中的光会相干耦合，形成MZI结构。这种结构曾经被用来作为表面微位移传感器，传感范围是0~15μm[7]。图1.8光纤内部蝶形锥熔接纤芯错位结构原理图1.3典型的光纤镀膜方法本论文主要是针对MOFs的光纤镀膜研究，我们选用的有机基底：氧化石墨烯(Grapheneoxide,GO)进行光纤侧表面镀膜，这个镀膜技术对于后面的MOFs的合成质量和MOFs的厚度有着至关重要的作用。对于GO典型的膜法有电泳法[8]、旋涂法[9]、喷雾法[10]、浸涂法[11]、滴定法[12]、Langmuir–Blodgett(L-B)膜技术[13]以及光纤表面嫁接法[14]。利用上述这些方法，几乎任何不与GO产生化学变化的介质表面都可以沉淀GO。沉淀薄膜的厚度与均匀程度，外层表面轮廓，基底的表面覆盖率都与所选择的涂覆方法有关。当GO沉淀在平面介质上形成薄膜，由于GO分子之间的氢键导致的范德瓦尔斯力(VanderWaalsforces)，使GO薄膜强烈吸附在这些
【参考文献】：
期刊论文
[1]金属有机框架化合物HKUST-1的快速合成[J]. 游佳勇,张天永,刘艳凤,李彬,赵振东,黄俊浩. 高校化学工程学报. 2015(05)
硕士论文
[1]基于氧化石墨烯的光纤湿度传感器研究[D]. 王友清.中国计量大学 2017
[2]呋喃二甲酸与过渡金属配位聚合物的合成及其性能研究[D]. 李慧敏.长春工业大学 2016
[3]高灵敏度光纤微位移传感研究[D]. 褚金雷.中国计量学院 2014
本文编号：3142115
【文章来源】：中国计量大学浙江省
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
不同长度的花生级联结构干涉谱
中国计量大学硕士学位论文6图1.6反射式花生结构的MZI传感器示意图1.2.4蝶形锥结构光纤传感器光纤中熔锥型结构已经是一个较为成熟的技术，将光纤中的涂覆层剥除以后，用火焰的外沿灼烧光纤结构，在恒定拉力的马达驱动下，使得光纤延长，熔融部分就会在牵引力的作用下拉长变细，形成了较为简单的锥型结构。而这种熔锥的方法操作不方便，还要调整好火焰的高度，宽度等因素使得光纤的腰椎结构满足实验要求，而蝶形锥的制作和该结构的参数控制却可以方便调控。将光纤熔接机设置一定的放电参数，当两根光纤相互靠近放电电极进行熔接的时候，两边的马达向外拉伸，就可以形成中间是小球结构，球形两端是两个尖锥，像蝴蝶的两个翅膀，取名为蝶形锥(Bowknot-typetaper,BTT)，熔接的结构图如图1.7所示。图1.7光纤熔接机中蝶形锥结构的X和Y两个视场图其熔接机的具体参数设置[7]如表1.1所示：
中国计量大学硕士学位论文7表1.1制作蝶形锥的熔接机参数蝶形锥结构与纤芯错位相结合也可以产生MZI干涉，其结构原理图如图1.8所示,当光经过蝶形锥结构激发出部分包层模，使得光信号在该结构点分束。信号光在SMF1的包层和纤芯都有分布，传输到SMF2这个纤芯错位结构处时，SMF1中一部分的纤芯光和包层光进入到SMF2的纤芯中合束。这些进入SMF2中的光会相干耦合，形成MZI结构。这种结构曾经被用来作为表面微位移传感器，传感范围是0~15μm[7]。图1.8光纤内部蝶形锥熔接纤芯错位结构原理图1.3典型的光纤镀膜方法本论文主要是针对MOFs的光纤镀膜研究，我们选用的有机基底：氧化石墨烯(Grapheneoxide,GO)进行光纤侧表面镀膜，这个镀膜技术对于后面的MOFs的合成质量和MOFs的厚度有着至关重要的作用。对于GO典型的膜法有电泳法[8]、旋涂法[9]、喷雾法[10]、浸涂法[11]、滴定法[12]、Langmuir–Blodgett(L-B)膜技术[13]以及光纤表面嫁接法[14]。利用上述这些方法，几乎任何不与GO产生化学变化的介质表面都可以沉淀GO。沉淀薄膜的厚度与均匀程度，外层表面轮廓，基底的表面覆盖率都与所选择的涂覆方法有关。当GO沉淀在平面介质上形成薄膜，由于GO分子之间的氢键导致的范德瓦尔斯力(VanderWaalsforces)，使GO薄膜强烈吸附在这些
【参考文献】：
期刊论文
[1]金属有机框架化合物HKUST-1的快速合成[J]. 游佳勇,张天永,刘艳凤,李彬,赵振东,黄俊浩. 高校化学工程学报. 2015(05)
硕士论文
[1]基于氧化石墨烯的光纤湿度传感器研究[D]. 王友清.中国计量大学 2017
[2]呋喃二甲酸与过渡金属配位聚合物的合成及其性能研究[D]. 李慧敏.长春工业大学 2016
[3]高灵敏度光纤微位移传感研究[D]. 褚金雷.中国计量学院 2014
本文编号：3142115
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