基于离子选择电极的土壤主要速效养分快速检测技术研究
发布时间：2020-12-18 19:11
准确、稳定、低成本的土壤氮素测定技术成为国内外精细农业学者探索和研究的重要方向。较其它测定方法,离子选择电极具有操作便捷、易于集成、价格低廉等优点,常用于面向基层应用的土壤主要养分速测领域。针对常规离子选择电极存在污染试样、不易微小型化问题,本研究利用纳米功能材料制备了固态微小型硝酸根、钾离子及磷酸根离子选择电极,探索了固态电极动态模型分析方法,改进设计了土壤主要速效养分快速检测平台,通过大量测土实验确定了电极法用于土壤养分检测的检测性能及样品处理条件。主要的研究工作概述如下：（1）以石墨烯为固态接触层,玻碳电极为基体,硝酸根掺杂聚吡咯膜（PPy（NO3-））和缬氨霉素为离子敏感材料分别制备了固态硝酸根离子和钾离子选择电极；基于纳米钴粉制备了固态磷酸根离子选择电极。电极性能测试结果表明：硝酸根离子选择电极的线性响应范围为10-4～10-1nol/L,响应斜率为（-54.1±1.1）1nV/decade,检测下限为10-47mol/L,电极的响应时间为20s；钾离子选择电极的线性响应范围为10-5-10-1nol/L,响应斜率为（-57.9±0.8）mV/decade,检测下限为10-5...
【文章来源】：中国农业大学北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：119 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
985-2013年间中国历年化肥使用量以改进施肥方式，推进农业节本增效和农业可持续发展为目的，农业部制订了《到2020年
L！ 1 ? V (a)传统离子选择电极 （b)固态离子选择电极图2-1离子选择电极结构图离子选择电极的膜电势想情况下电极敏感膜仅对溶液中的某种特定离子产生特异性响应。当试样溶液中分
mnir图2-2 二电极体系2.2.3离子选择电极的性能评价参数1.响应范围与检测下限离子选择电极的响应范围主要是指电极对待测离子的响应符合能斯特公式的线性区域。建立电极响应电势与离子浓度对数之间的关系，绘制校准曲线，在一定浓度范围内，校准曲线呈线性，低于某个浓度后，曲线发生弯曲，线性部分的所覆盖的离子浓度范围即为电极的线性响应范围，直线的斜率为电极响应斜率。电极响应斜率是电极灵敏度的量化指标，根据能斯特方程计算可知，目标离子为一价时，电极理论响应斜率为59.16mV/decade(25°C)。实际应用中，绝大多数电极的真实响应斜率与理论值存在偏差，若该偏差可控制在一定范围内，仍认为该电极具有能斯特响应特性。检测下限也是电极性能的一个衡量指标，根据IUPAC建议
【参考文献】：
期刊论文
[1]Superfloc127用于电极法测定土壤硝态氮含量的可行性分析[J]. 张丽楠,张淼,任海燕,蒲攀,孔盼. 农业工程学报. 2015(S1)
[2]土壤硝态氮自动检测平台研究[J]. 张丽楠,张淼,蒲攀,张集恬. 农业机械学报. 2013(S2)
[3]土壤碱溶有机质的测定研究与应用[J]. 杨俐苹,金继运,白由路,王磊,王贺,卢艳丽. 土壤学报. 2011(04)
[4]基于掺杂聚吡咯的硝酸根离子选择性电极[J]. 余晓栋,杨慧中. 传感器与微系统. 2011(02)
[5]基于离子选择性电极的硝酸盐快速检测系统[J]. 张淼,Ang S.Simon,Nguyen V.Chien,李莉. 农业工程学报. 2009(S2)
[6]聚吡咯微粒掺入的聚苯乙烯膜在电解质溶液中的介电弛豫谱及其解析[J]. 陆晴,赵孔双,赵方,贾京津,韩明娟. 化学学报. 2008(20)
[7]温室营养液循环检测系统中离子选择电极的数学建模与测量[J]. 王永,司炜,孙德敏,段增强. 农业工程学报. 2003(04)
[8]基于钴磷合金的磷酸根离子敏感电极研究[J]. 苏宾,袁红雁,唐志文,肖丹,王柯敏. 广西化工. 2000(S1)
[9]钴锰合金磷酸根离子敏感电极研究[J]. 苏宾,袁红雁,王柯敏,肖丹. 化学传感器. 1999(04)
[10]钾离子选择性液膜超微电极的研制[J]. 吴芯芯,赵平三,漆德瑶. 上海大学学报(自然科学版). 1995(03)
博士论文
[1]农产品及其产地环境中重金属快速检测关键技术研究[D]. 王志强.中国农业大学 2014
硕士论文
[1]掺杂聚吡咯的合成及其电化学性质研究[D]. 孟婷婷.河南师范大学 2012
[2]电极过程双电层及扩散特性的计算机模拟[D]. 温月丽.太原理工大学 2005
本文编号：2924458
【文章来源】：中国农业大学北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：119 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
985-2013年间中国历年化肥使用量以改进施肥方式，推进农业节本增效和农业可持续发展为目的，农业部制订了《到2020年
L！ 1 ? V (a)传统离子选择电极 （b)固态离子选择电极图2-1离子选择电极结构图离子选择电极的膜电势想情况下电极敏感膜仅对溶液中的某种特定离子产生特异性响应。当试样溶液中分
mnir图2-2 二电极体系2.2.3离子选择电极的性能评价参数1.响应范围与检测下限离子选择电极的响应范围主要是指电极对待测离子的响应符合能斯特公式的线性区域。建立电极响应电势与离子浓度对数之间的关系，绘制校准曲线，在一定浓度范围内，校准曲线呈线性，低于某个浓度后，曲线发生弯曲，线性部分的所覆盖的离子浓度范围即为电极的线性响应范围，直线的斜率为电极响应斜率。电极响应斜率是电极灵敏度的量化指标，根据能斯特方程计算可知，目标离子为一价时，电极理论响应斜率为59.16mV/decade(25°C)。实际应用中，绝大多数电极的真实响应斜率与理论值存在偏差，若该偏差可控制在一定范围内，仍认为该电极具有能斯特响应特性。检测下限也是电极性能的一个衡量指标，根据IUPAC建议
【参考文献】：
期刊论文
[1]Superfloc127用于电极法测定土壤硝态氮含量的可行性分析[J]. 张丽楠,张淼,任海燕,蒲攀,孔盼. 农业工程学报. 2015(S1)
[2]土壤硝态氮自动检测平台研究[J]. 张丽楠,张淼,蒲攀,张集恬. 农业机械学报. 2013(S2)
[3]土壤碱溶有机质的测定研究与应用[J]. 杨俐苹,金继运,白由路,王磊,王贺,卢艳丽. 土壤学报. 2011(04)
[4]基于掺杂聚吡咯的硝酸根离子选择性电极[J]. 余晓栋,杨慧中. 传感器与微系统. 2011(02)
[5]基于离子选择性电极的硝酸盐快速检测系统[J]. 张淼,Ang S.Simon,Nguyen V.Chien,李莉. 农业工程学报. 2009(S2)
[6]聚吡咯微粒掺入的聚苯乙烯膜在电解质溶液中的介电弛豫谱及其解析[J]. 陆晴,赵孔双,赵方,贾京津,韩明娟. 化学学报. 2008(20)
[7]温室营养液循环检测系统中离子选择电极的数学建模与测量[J]. 王永,司炜,孙德敏,段增强. 农业工程学报. 2003(04)
[8]基于钴磷合金的磷酸根离子敏感电极研究[J]. 苏宾,袁红雁,唐志文,肖丹,王柯敏. 广西化工. 2000(S1)
[9]钴锰合金磷酸根离子敏感电极研究[J]. 苏宾,袁红雁,王柯敏,肖丹. 化学传感器. 1999(04)
[10]钾离子选择性液膜超微电极的研制[J]. 吴芯芯,赵平三,漆德瑶. 上海大学学报(自然科学版). 1995(03)
博士论文
[1]农产品及其产地环境中重金属快速检测关键技术研究[D]. 王志强.中国农业大学 2014
硕士论文
[1]掺杂聚吡咯的合成及其电化学性质研究[D]. 孟婷婷.河南师范大学 2012
[2]电极过程双电层及扩散特性的计算机模拟[D]. 温月丽.太原理工大学 2005
本文编号：2924458
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