电化学氧气传感器用离子液体电解质的制备及性能研究
发布时间：2023-11-28 18:04
氧气在生物活动和工业生产中都扮演着重要作用,对氧气进行精确而高效的检测对于人们的生产和生活有重要意义。电化学气体传感器因为具有高灵敏度、高选择性、可重复性和低功耗等特点被认为是最有前景的气体检测手段。电化学气体传感器的电解质以水基电解质或有机溶剂为主,存在易挥发、泄露等问题,影响传感器的使用寿命。离子液体(ILs)具有低的蒸汽压、宽的电化学窗口和高的化学、热稳定性等优异的理化性质。本篇论文分别合成咪唑类、氯铝酸类和吡咯烷酮类三种离子液体并对其进行改性,得到具有高稳定性和灵敏度的电化学氧气传感器,具体研究内容如下:通过一步法制备咪唑类离子液体1-丁基-3-甲基-咪唑四氟硼酸盐([BMIM]BF4),并进行电化学测试,结果表明[BMIM]BF4对氧气存在响应能力,但其响应电流与氧气浓度之间的线性关系较差。本文利用相转换法分别制备了PVDF/[BMIM]BF4和PMMA/[BMIM]BF4微孔电解质薄膜。经测试可知,聚合物的加入会增强响应电流与氧气的线性关系。其中,将两种微孔膜叠加得到的双层离子液体薄膜(...
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 离子液体
1.2.1 离子液体概述
1.2.2 离子液体的分类
1.2.3 离子液体制备方法
1.2.4 离子液体的性质
1.3 电化学氧气传感器
1.3.1 电化学氧气传感器的概述
1.3.2 电化学传感器的种类
1.3.3 电化学传感器的应用
1.3.4 离子液体在电化学气体传感器中的应用
1.4 论文研究的目的和意义
1.5 论文研究的内容
第2章 实验材料及表征方法
2.1 实验试剂
2.2 实验仪器
2.3 表征与测试方法
2.3.1 红外光谱分析(Fourier Transform Infrared Spectroscopy，FTIR)
2.3.2 扫描电子显微技术(Scanning Electron Microscope，SEM)
2.3.3 X射线衍射技术(X-ray Diffraction，XRD)
2.3.4 电化学测试方法
第3章 [BMIM]BF4双层微孔膜的制备及氧敏性能研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 [BMIM]BF4的制备
3.2.2 PVDF/[BMIM]BF4微孔膜的制备
3.2.3 PMMA/[BMIM]BF4微孔膜的制备
3.2.4 DLILF的制备
3.3 结果与讨论
3.3.1 FTIR和SEM分析
3.3.2 DLILF的电化学测试
3.3.3 DLILF的氧敏性测试
3.3.4 DLILF的可逆性测试
3.4 本章小结
第4章 5%CS+[BMIM]FeCl4的合成及氧敏性能研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 [BMIM]Cl的制备
4.2.2 [BMIM]FeCl4的制备
4.2.3 CS+[BMIM]FeCl4的制备
4.3 结果与讨论
4.3.1 [BMIM]FeCl4结构分析
4.3.2 体系中加入CS的电性能分析
4.3.3 5%CS+[BMIM]FeCl4的氧敏性测试
4.3.4 5%CS+[BMIM]FeCl4的重复性测试
4.4 本章小结
第5章 1%Ag-CS+[C4mpn]Br的合成及氧敏性能研究
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 [C4mpn]Br的制备
5.2.2 Ag-CS的制备
5.2.3 Ag-CS + [C4mpn]Br的制备
5.3 结果与讨论
5.3.1 [C4mpn]Br和Ag-CS的结构分析
5.3.2 体系中加入Ag-CS的电化学测试
5.3.3 1%Ag-CS + [C4mpn]Br的氧敏性测试
5.3.4 1%Ag-CS + [C4mpn]Br的稳定性测试
5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
致谢
本文编号：3868660
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 离子液体
1.2.1 离子液体概述
1.2.2 离子液体的分类
1.2.3 离子液体制备方法
1.2.4 离子液体的性质
1.3 电化学氧气传感器
1.3.1 电化学氧气传感器的概述
1.3.2 电化学传感器的种类
1.3.3 电化学传感器的应用
1.3.4 离子液体在电化学气体传感器中的应用
1.4 论文研究的目的和意义
1.5 论文研究的内容
第2章 实验材料及表征方法
2.1 实验试剂
2.2 实验仪器
2.3 表征与测试方法
2.3.1 红外光谱分析(Fourier Transform Infrared Spectroscopy，FTIR)
2.3.2 扫描电子显微技术(Scanning Electron Microscope，SEM)
2.3.3 X射线衍射技术(X-ray Diffraction，XRD)
2.3.4 电化学测试方法
第3章 [BMIM]BF4双层微孔膜的制备及氧敏性能研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 [BMIM]BF4的制备
3.2.2 PVDF/[BMIM]BF4微孔膜的制备
3.2.3 PMMA/[BMIM]BF4微孔膜的制备
3.2.4 DLILF的制备
3.3 结果与讨论
3.3.1 FTIR和SEM分析
3.3.2 DLILF的电化学测试
3.3.3 DLILF的氧敏性测试
3.3.4 DLILF的可逆性测试
3.4 本章小结
第4章 5%CS+[BMIM]FeCl4的合成及氧敏性能研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 [BMIM]Cl的制备
4.2.2 [BMIM]FeCl4的制备
4.2.3 CS+[BMIM]FeCl4的制备
4.3 结果与讨论
4.3.1 [BMIM]FeCl4结构分析
4.3.2 体系中加入CS的电性能分析
4.3.3 5%CS+[BMIM]FeCl4的氧敏性测试
4.3.4 5%CS+[BMIM]FeCl4的重复性测试
4.4 本章小结
第5章 1%Ag-CS+[C4mpn]Br的合成及氧敏性能研究
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 [C4mpn]Br的制备
5.2.2 Ag-CS的制备
5.2.3 Ag-CS + [C4mpn]Br的制备
5.3 结果与讨论
5.3.1 [C4mpn]Br和Ag-CS的结构分析
5.3.2 体系中加入Ag-CS的电化学测试
5.3.3 1%Ag-CS + [C4mpn]Br的氧敏性测试
5.3.4 1%Ag-CS + [C4mpn]Br的稳定性测试
5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
致谢
本文编号：3868660
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