基于纳米复合材料修饰的水质氨氮电极研究
发布时间：2022-01-06 14:36
氨氮（NH3/NH4+）是水产养殖水体中氮的主要存在形态之一,是水生生物蛋白质合成必不可少的来源。近年来,随着人类的农业和工业生产,环境中氨的排放量逐年上升,这极大地影响到了水产养殖的水体氨氮含量。当养殖水体的氨氮超过一定含量,将会引起水生生物中毒,甚至造成其大批死亡,严重影响水产养殖业产量;同时氨氮含量过高也会引发水体富营养化,破坏水体生态平衡,危害水生生物的健康。因此,实现氨氮的实时原位检测,对防范水体恶化、降低病害风险,确保水产品安全具有十分重要的意义。在水体氨氮检测过程中,由于氨氮浓度受物理因素和生物学过程的影响,如水体温度、pH、大气—海洋气体交换、沉降,生物吸收和释放等,使传感器在氨氮检测中难以实现原位快速检测,也难以达到理想的精度。针对现有的氨氮传感器存在的测量精度低、抗干扰性能差、检测流程复杂、使用维护成本高、难以实现原位快速测量等问题,本文结合纳米技术与电化学传感技术,以构建高性能的氨氮检测电极为主要研究内容,重点研究了纳米材料修饰电极对NH3/NH4+的电化学行为,分析验证了氨氮检测电极的传感性能,并对养殖水体中的氨氮含量进行了检测。具体做了以下工作:（1）针对单一...
【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】：107 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－１整体研究技术路线图??
属粒子具有其特征吸收谱。为了验证所制备的样品的成分，进行了紫外斥Ｉ见光光谱分析实验。??将所制备的Ａｇ纳米粒子超声分散，形成Ａｇ胶体溶液，并采用紫外可见光光谱仪测试其吸??收光谱，如图２－２所示，样品在波长为４２０ｎｍ处，光谱存在最大吸收峰。为了定性分析所合成的??银纳米粒子的尺寸，对样品中Ａｇ纳米粒子的尺寸进行了估算。根据离散偶极近似（ＤｉｓｃｒｅｔｅＤｉｐｏｌｅ??Ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｉｏｎ，?ＤＤＡ）理论，原则上可以用来计算各种形状的粒子的光学性质（如消光，散射与??吸收），它是当前认识纳米粒子光学性质的重要手段之一。本文采用Ｄｒａｉｎｅ和Ｆｌａｔａｕ开发的基于??快速傅里叶变换方法和复共轭梯度技术的免费代码ＤＤＳＣＡＴ?６．０［１７２］，对所制备的Ａｇ纳米粒子尺??寸进行计算，通过计算得知，所制备的Ａｇ纳米粒子的直径尺寸为１０－３０ｎｍ。??２２??
材料内部原子或分子的结构或形态等信息的研究手段。通过对样品的ＸＲＤ谱图与Ｘ射线粉末衍??射标准联合委员会（ＪＣＰＤＳ）发布的标准衍射谱图对比，可以确定合成样品的主要成分构成。??分别对所制备的Ａｇ纳米粒子和Ａｇ／Ｆｅ２〇３进行ＸＲＤ分析，如图２－３所示。将获得的ＸＲＤ谱??图，与Ｘ射线粉末衍射标准联合委员会（ＪＣＰＤＳ）中的晶格参数，晶体结构和结晶度的标准值进??行比较，观察到Ａｇ／Ｆｅ２０３纳米复合材料在２０为３８．２０°、４４．５１°、６４．６６°处的衍射峰（在图中??被标记为（１１１），（２００），?（２２０））与对立方体Ａｇ的标准Ｘ衍射谱（ＪＣＰＤＳ：?Ｎｏ．８７－０７２０）相吻??合；在?２０?为?２４．１７°、３３．８２°、３５．６６°、４１．００°、４９．７１°、５４．３６°?和?５８．３７°?处的衍射峰（在??图中标记为（（０１２），?（１０４），?（１１０），?（１１３），?（０２４），?（１１６），?（０１８）），与?ａ－Ｆｅ２〇３?的标准?Ｘ?衍射??谱衍射峰（ＪＣＰＤＳ?Ｎｏ：?７９－１７４１）相吻合。ＸＲＤ分析实验表明所合成的样品中的主要成分为银纳??米粒子与Ｆｅ２０３
【参考文献】：
期刊论文
[1]气相分子吸收光谱仪测定地表水中氨氮的对比研究[J]. 孙峰,肖甜甜,傅俊平. 治淮. 2017(12)
[2]浅谈纳氏试剂分光光度法对水中氨氮的测定[J]. 苏燕玲. 化工管理. 2016(29)
[3]以氧化铟锡为导电基体材料构建新型全固态铵离子选择电极及其应用[J]. 李先兵,刘可可,诸立康,郑贤金,谢刘军,汪开化,叶健. 安徽农业科学. 2016(12)
[4]氨氮检测试纸的研制[J]. 李红岩,安莎莎,李亚宁,陈淼,李鑫冉,袁俊生. 河北工业大学学报. 2016(03)
[5]基于K60的电化学工作站设计[J]. 霍亮生,郁子仪,张书艺,李成龙. 电子世界. 2015(18)
[6]水体氨氮原位快速检测智能传感器的研制[J]. 丁启胜,台海江,王晓燕. 物联网技术. 2013(03)
[7]基于C8051F020的三电极电化学检测系统设计[J]. 王兆雨,吴效明,刘仲明. 中国医学物理学杂志. 2013(01)
[8]氨氮测定中常见影响因素分析及调控[J]. 张倩,马传杰. 安徽农学通报(下半月刊). 2012(08)
[9]铵氮和硝氮胁迫下金鱼藻对氮素的利用[J]. 李靖,敖新宇,李宁云,雷然,陈玉惠. 江西农业大学学报. 2012(02)
[10]气相分子吸收光谱法测定印染废水中的氨氮[J]. 徐运,肖国起. 福建分析测试. 2011(06)
硕士论文
[1]电化学工作站采集模块设计与实现[D]. 杨佰群.电子科技大学 2014
[2]氨氮、亚硝态氮电极的制备及应用[D]. 唐颖.重庆大学 2013
[3]紫外吸光度法氨氮水质在线分析仪主控系统设计[D]. 李明.电子科技大学 2010
[4]氨氮在线监测方法的研究[D]. 倪雪春.江南大学 2009
[5]基于智能传感器的网络化多点温度测量系统[D]. 唐一鸣.西南交通大学 2009
[6]UV全光谱法在线水质测量仪的技术研究与实现[D]. 穆秀圣.电子科技大学 2009
[7]基于蓝牙技术的智能传感器的研究[D]. 盛颖.哈尔滨理工大学 2007
本文编号：3572635
【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】：107 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－１整体研究技术路线图??
属粒子具有其特征吸收谱。为了验证所制备的样品的成分，进行了紫外斥Ｉ见光光谱分析实验。??将所制备的Ａｇ纳米粒子超声分散，形成Ａｇ胶体溶液，并采用紫外可见光光谱仪测试其吸??收光谱，如图２－２所示，样品在波长为４２０ｎｍ处，光谱存在最大吸收峰。为了定性分析所合成的??银纳米粒子的尺寸，对样品中Ａｇ纳米粒子的尺寸进行了估算。根据离散偶极近似（ＤｉｓｃｒｅｔｅＤｉｐｏｌｅ??Ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｉｏｎ，?ＤＤＡ）理论，原则上可以用来计算各种形状的粒子的光学性质（如消光，散射与??吸收），它是当前认识纳米粒子光学性质的重要手段之一。本文采用Ｄｒａｉｎｅ和Ｆｌａｔａｕ开发的基于??快速傅里叶变换方法和复共轭梯度技术的免费代码ＤＤＳＣＡＴ?６．０［１７２］，对所制备的Ａｇ纳米粒子尺??寸进行计算，通过计算得知，所制备的Ａｇ纳米粒子的直径尺寸为１０－３０ｎｍ。??２２??
材料内部原子或分子的结构或形态等信息的研究手段。通过对样品的ＸＲＤ谱图与Ｘ射线粉末衍??射标准联合委员会（ＪＣＰＤＳ）发布的标准衍射谱图对比，可以确定合成样品的主要成分构成。??分别对所制备的Ａｇ纳米粒子和Ａｇ／Ｆｅ２〇３进行ＸＲＤ分析，如图２－３所示。将获得的ＸＲＤ谱??图，与Ｘ射线粉末衍射标准联合委员会（ＪＣＰＤＳ）中的晶格参数，晶体结构和结晶度的标准值进??行比较，观察到Ａｇ／Ｆｅ２０３纳米复合材料在２０为３８．２０°、４４．５１°、６４．６６°处的衍射峰（在图中??被标记为（１１１），（２００），?（２２０））与对立方体Ａｇ的标准Ｘ衍射谱（ＪＣＰＤＳ：?Ｎｏ．８７－０７２０）相吻??合；在?２０?为?２４．１７°、３３．８２°、３５．６６°、４１．００°、４９．７１°、５４．３６°?和?５８．３７°?处的衍射峰（在??图中标记为（（０１２），?（１０４），?（１１０），?（１１３），?（０２４），?（１１６），?（０１８）），与?ａ－Ｆｅ２〇３?的标准?Ｘ?衍射??谱衍射峰（ＪＣＰＤＳ?Ｎｏ：?７９－１７４１）相吻合。ＸＲＤ分析实验表明所合成的样品中的主要成分为银纳??米粒子与Ｆｅ２０３
【参考文献】：
期刊论文
[1]气相分子吸收光谱仪测定地表水中氨氮的对比研究[J]. 孙峰,肖甜甜,傅俊平. 治淮. 2017(12)
[2]浅谈纳氏试剂分光光度法对水中氨氮的测定[J]. 苏燕玲. 化工管理. 2016(29)
[3]以氧化铟锡为导电基体材料构建新型全固态铵离子选择电极及其应用[J]. 李先兵,刘可可,诸立康,郑贤金,谢刘军,汪开化,叶健. 安徽农业科学. 2016(12)
[4]氨氮检测试纸的研制[J]. 李红岩,安莎莎,李亚宁,陈淼,李鑫冉,袁俊生. 河北工业大学学报. 2016(03)
[5]基于K60的电化学工作站设计[J]. 霍亮生,郁子仪,张书艺,李成龙. 电子世界. 2015(18)
[6]水体氨氮原位快速检测智能传感器的研制[J]. 丁启胜,台海江,王晓燕. 物联网技术. 2013(03)
[7]基于C8051F020的三电极电化学检测系统设计[J]. 王兆雨,吴效明,刘仲明. 中国医学物理学杂志. 2013(01)
[8]氨氮测定中常见影响因素分析及调控[J]. 张倩,马传杰. 安徽农学通报(下半月刊). 2012(08)
[9]铵氮和硝氮胁迫下金鱼藻对氮素的利用[J]. 李靖,敖新宇,李宁云,雷然,陈玉惠. 江西农业大学学报. 2012(02)
[10]气相分子吸收光谱法测定印染废水中的氨氮[J]. 徐运,肖国起. 福建分析测试. 2011(06)
硕士论文
[1]电化学工作站采集模块设计与实现[D]. 杨佰群.电子科技大学 2014
[2]氨氮、亚硝态氮电极的制备及应用[D]. 唐颖.重庆大学 2013
[3]紫外吸光度法氨氮水质在线分析仪主控系统设计[D]. 李明.电子科技大学 2010
[4]氨氮在线监测方法的研究[D]. 倪雪春.江南大学 2009
[5]基于智能传感器的网络化多点温度测量系统[D]. 唐一鸣.西南交通大学 2009
[6]UV全光谱法在线水质测量仪的技术研究与实现[D]. 穆秀圣.电子科技大学 2009
[7]基于蓝牙技术的智能传感器的研究[D]. 盛颖.哈尔滨理工大学 2007
本文编号：3572635
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