基于焚光传感阵列的气体检测的研究

发布时间：2017-10-23 09:47

  本文关键词：基于焚光传感阵列的气体检测的研究

  更多相关文章： 荧光增强 局域表面等离子体共振 铝镜反射 布拉格衍射 传感阵列 气体检测

【摘要】：本文制备了三种基于不同原理的荧光增强基底,基于其中一种基底制备了荧光气敏传感阵列,开发出一个配套的气体检测装置,用于气体检测分析。具体研究内容如下：(1)基于局域表面等离子共振的荧光增强基底,先后通过真空蒸镀与自组装的方法在硅片上制备一个金膜表面覆盖二维胶体晶体薄膜再覆盖金膜的三明治结构,最后在基底表面覆盖介孔二氧化硅膜用于吸附罗丹明6G。在此基底上得到的荧光强度是对照组的9倍。(2)基于铝镜反射的荧光增强基底,先后通过真空蒸镀和旋涂法在硅片上制备一个铝膜表面覆盖厚度为四分之一光波长的二氧化硅膜的结构,最后在基底表面覆盖介孔二氧化硅膜用于吸附罗丹明6G。讨论了铝膜厚度、二氧化硅厚度对罗丹明6G荧光强度的影响,在铝膜厚度为60nm,二氧化硅厚度为138nm的基底上得到最大荧光强度,强度为对照组的20倍。(3)基于布拉格衍射的荧光增强基底,以单分散Si02胶体纳米粒子为原料,采用垂直沉积法在玻片上制备十种光子禁带位置不同的胶体光子晶体薄膜,用核糖填充光子晶体孔隙,最后在表面覆盖介孔二氧化硅膜用于吸附罗丹明6G。讨论了光子禁带位置、光子晶体膜厚度对罗丹明6G荧光强度的影响,使用浓度为0.75%的醇溶胶沉积出的光子禁带位置在595nm的基底表面得到最大荧光强度。(4)基于荧光增强基底的气敏传感阵列的制备及气体检测,利用金属卟啉配合物和有机荧光染料与气体反应后荧光强度发生变化的特性,将这些染料滴在基于布拉格衍射的荧光增强基底上,制备成气敏传感阵列,设计了电子鼻装置,用于检测乙醇和乙酸的饱和蒸汽。通过Matlab对采集到的阵列与气体接触反应前后的图像数据进行处理,得到的结果用于区分气体种类。
【关键词】：荧光增强 局域表面等离子体共振 铝镜反射 布拉格衍射 传感阵列 气体检测
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH83
【目录】：

• 中文摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 绪论10-31
• 1.1 电子鼻10-15
• 1.1.1 电子鼻的定义10-11
• 1.1.2 电子鼻发展简史11-12
• 1.1.3 电子鼻工作原理12
• 1.1.4 电子鼻在多领域中的应用12-13
• 1.1.5 电子鼻技术研究现状与发展趋势13-15
• 1.2 荧光气敏传感阵列15-18
• 1.2.1 气体传感器15-16
• 1.2.2 卟啉荧光气体传感器16-17
• 1.2.3 卟啉荧光气敏传感阵列17-18
• 1.3 金属表面增强荧光18-22
• 1.3.1 金属表面增强荧光原理18-19
• 1.3.2 影响金属表面增强荧光效果的因素19-20
• 1.3.3 固体金属膜增强荧光的相关研究20-21
• 1.3.4 液相金属纳米粒子增强荧光的相关研究21-22
• 1.4 光子晶体增强荧光22-25
• 1.4.1 光子晶体的概念及性质22-23
• 1.4.2 垂直沉积法制备光子晶体23
• 1.4.3 胶体晶体的光子禁带的调控23-24
• 1.4.4 光子晶体增强荧光24-25
• 1.5 本论文的主要研究内容25-27
• 参考文献27-31
• 第二章 基于局域表面等离子体共振的荧光增强基底31-43
• 2.1 序言31-32
• 2.2 实验部分32-35
• 2.2.1 试剂与仪器32
• 2.2.2 真空蒸镀法制备金膜32-33
• 2.2.3 二维胶体晶体膜的制备33-34
• 2.2.4 介孔二氧化硅膜的制备34-35
• 2.2.5 基于局域表面等离子体共振的荧光增强基底对R6G的荧光增强35
• 2.3 结果与讨论35-40
• 2.3.1 基于局域表面等离子体共振的荧光增强基底的制备35-38
• 2.3.2 基于局域表面等离子共振体的荧光增强基底对R6G的荧光增强38-40
• 2.4 本章总结40-41
• 参考文献41-43
• 第三章 基于铝镜反射的荧光增强基底43-52
• 3.1 序言43
• 3.2 实验部分43-44
• 3.2.1 试剂与仪器43
• 3.2.2 真空蒸镀法制备铝膜43-44
• 3.2.3 二氧化硅膜的制备44
• 3.2.4 基于铝镜反射的荧光增强基底对R6G的荧光增强44
• 3.3 结果与讨论44-50
• 3.3.1 基于铝镜反射的荧光增强基底的制备44-47
• 3.3.2 铝膜厚度对R6G荧光强度的影响47-48
• 3.3.3 二氧化硅膜厚度对R6G荧光强度的影响48-49
• 3.3.4 基于铝镜反射的荧光增强基底对R6G的荧光增强49-50
• 3.4 本章总结50-51
• 参考文献51-52
• 第四章 基于布拉格衍射的荧光增强基底52-65
• 4.1 序言52
• 4.2 实验部分52-53
• 4.2.1 试剂与仪器52-53
• 4.2.2 二氧化硅胶体光子晶体薄膜的制备53
• 4.2.3 核糖封闭胶体光子晶体薄膜53
• 4.2.4 基于布拉格衍射的荧光增强基底对R6G的荧光增强53
• 4.3 结果与讨论53-63
• 4.3.1 基于布拉格衍射的荧光增强基底的制备53-56
• 4.3.2 胶体光子晶体反射峰位置对R6G荧光强度的影响56-58
• 4.3.3 胶体光子晶体厚度对R6G荧光强度的影响58-60
• 4.3.4 基于布拉格衍射的荧光增强基底对R6G的荧光增强60-63
• 4.4 本章总结63-64
• 参考文献64-65
• 第五章 基于荧光增强基底的气敏传感阵列的制备及气体检测65-76
• 5.1 序言65-66
• 5.2 实验部分66-69
• 5.2.1 试剂与仪器66-67
• 5.2.2 基于荧光增强基底的气敏传感阵列的制备67
• 5.2.3 气体反应腔的制备67-68
• 5.2.4 电子鼻装置的组装68-69
• 5.2.5 气体检测操作及采集图像步骤69
• 5.2.6 荧光增强基底与TLC对气敏阵列气体检测的影响对比69
• 5.3 结果与讨论69-73
• 5.3.1 基于荧光增强基底的气敏传感阵列气体检测69-71
• 5.3.2 荧光增强基底与TLC对气敏阵列气体检测的影响对比71-73
• 5.4 本章总结73-74
• 参考文献74-76
• 第六章 总结与展望76-77
• 硕士期间发表的论文77-78
• 致谢78

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