新型水环境纳米颗粒分离检测系统的研发
发布时间：2023-10-31 20:06
随着纳米技术的快速发展，纳米颗粒物在生产、生活中得到广泛应用，纳米颗粒物也因此通过各种途径进入到环境中。然而，纳米颗粒向研究者们提出了严肃而独有的科学性及方法学方面的挑战,其中一个非常基本的障碍就是对环境物质中的纳米粒子的探测能力，另一个基本问题是，不同的覆盖层、尺寸、表面电荷、功能或形成过程可以显著地改变一个已知的纳米材料的特征和毒性,而且生产商们还正在持续不断地制造出新的物质。本文研发了一种基于透明电极的新型电场流分离系统，同时研发了一种高灵敏度的非接触电导检测器对纳米颗粒物进行检测。 首先，本文根据现有的场流分离理论基础，设计了电场流分离装置。为保证施加电压可行、有效、方便，选择分离流路的截面结构为长方形；同时为保证载流液进入分离通道时形成层流，通过计算设定流路厚度为0.1mm；分离流路的材质选用聚四氟乙烯薄膜。实验选用铟锡氧化物（ITO）作为电场流分离纵向场电极，其透过率高便于实施观察与光学检测。实验采用了三种方式对分离系统进行漏液检测，并分析讨论了可能出现的死体积情况。本文进一步讨论了分离装置组装、载流液及样品、进样量及流速、管径的选择及对实验的影响。 其次，本研究研发了一种...
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景意义与主要存在的问题
1.1.1 环境中纳米颗粒检测的瓶颈
1.1.2 现有纳米表征方法不足与场流分离的优势
1.1.3 非接触电导检测与场流分离集联的意义
1.2 场流分离在环境中的发展及应用
1.2.1 场流分离在环境中的应用
1.2.2 场流分离国内外发展现状
1.3 非接触电导检测的发展及应用
1.3.1 非接触电导检测的发展
1.3.2 非接触电导检测的应用
1.4 课题主要研究内容与目的
1.4.1 课题主要内容
1.4.2 课题主要研究目的
第2章 实验材料与方法
2.1 实验仪器和试剂
2.1.1 实验试剂及材料
2.1.2 实验仪器
2.2 实验试剂的准备与表征
2.2.1 溶液的制备
2.2.2 电泳迁移率、电导率的测量
2.2.3 Zeta电位及动态光散射的表征
2.3 电场流分离的工作原理
2.3.1 电场流分离原理
2.3.2 电场流分离理论
2.4 非接触电导检测原理
2.4.1 非接触电导检测基本原理
2.4.2 非接触电导检测等效电路
第3章 电场流分离装置的构建与优化
3.1 电场流分离通道的设计
3.1.1 分离通道截面结构的设计
3.1.2 分离流路厚度的选择
3.1.3 流路材质的选择及制作
3.2 电场流装置的设计与系统组成
3.2.1 电场流分离装置中的电极选择
3.2.2 电场流分离装置的组成
3.2.3 电场流分离系统的组成
3.3 电场流分离系统的组装
3.3.1 分离装置的组装
3.3.2 对载流液的要求
3.3.3 样品的分散
3.3.4 进样量及载流液流速
3.3.5 管径的选择
3.4 分离系统的漏液检测及死体积讨论
3.4.1 分离系统漏液检测
3.4.2 系统中死体积的讨论
3.5 本章小结
第4章 非接触电导检测系统构建
4.1 非接触电导检测电路
4.2 检测装置的设计
4.2.1 检测器的组成
4.2.2 检测电极的设计
4.2.3 电路设计与调试
4.3 结果与讨论
4.3.1 溶液浓度对检测信号的影响
4.3.2 管壁厚度及材质对检测信号的影响
4.3.3 电极间距对检测信号的影响
4.3.4 交流频率对检测信号的影响
4.3.5 交流电压幅度对检测信号的影响
4.3.6 检出限
4.3.7 稳定性
4.4 本章小结
第5章 系统的测试与分析
5.1 样品的测定与表征
5.1.1 载流液的电泳迁移率与电导率的测量
5.1.2 纳米TiO2的表征与Zeta电位的测量
5.2 载流液阻抗测定与有效电压计算
5.3 流速对分离强度的影响
5.4 不同物质及浓度的载流液对分离强度的影响
5.5 电场强度对纳米颗粒的影响
5.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
本文编号：3859400
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景意义与主要存在的问题
1.1.1 环境中纳米颗粒检测的瓶颈
1.1.2 现有纳米表征方法不足与场流分离的优势
1.1.3 非接触电导检测与场流分离集联的意义
1.2 场流分离在环境中的发展及应用
1.2.1 场流分离在环境中的应用
1.2.2 场流分离国内外发展现状
1.3 非接触电导检测的发展及应用
1.3.1 非接触电导检测的发展
1.3.2 非接触电导检测的应用
1.4 课题主要研究内容与目的
1.4.1 课题主要内容
1.4.2 课题主要研究目的
第2章 实验材料与方法
2.1 实验仪器和试剂
2.1.1 实验试剂及材料
2.1.2 实验仪器
2.2 实验试剂的准备与表征
2.2.1 溶液的制备
2.2.2 电泳迁移率、电导率的测量
2.2.3 Zeta电位及动态光散射的表征
2.3 电场流分离的工作原理
2.3.1 电场流分离原理
2.3.2 电场流分离理论
2.4 非接触电导检测原理
2.4.1 非接触电导检测基本原理
2.4.2 非接触电导检测等效电路
第3章 电场流分离装置的构建与优化
3.1 电场流分离通道的设计
3.1.1 分离通道截面结构的设计
3.1.2 分离流路厚度的选择
3.1.3 流路材质的选择及制作
3.2 电场流装置的设计与系统组成
3.2.1 电场流分离装置中的电极选择
3.2.2 电场流分离装置的组成
3.2.3 电场流分离系统的组成
3.3 电场流分离系统的组装
3.3.1 分离装置的组装
3.3.2 对载流液的要求
3.3.3 样品的分散
3.3.4 进样量及载流液流速
3.3.5 管径的选择
3.4 分离系统的漏液检测及死体积讨论
3.4.1 分离系统漏液检测
3.4.2 系统中死体积的讨论
3.5 本章小结
第4章 非接触电导检测系统构建
4.1 非接触电导检测电路
4.2 检测装置的设计
4.2.1 检测器的组成
4.2.2 检测电极的设计
4.2.3 电路设计与调试
4.3 结果与讨论
4.3.1 溶液浓度对检测信号的影响
4.3.2 管壁厚度及材质对检测信号的影响
4.3.3 电极间距对检测信号的影响
4.3.4 交流频率对检测信号的影响
4.3.5 交流电压幅度对检测信号的影响
4.3.6 检出限
4.3.7 稳定性
4.4 本章小结
第5章 系统的测试与分析
5.1 样品的测定与表征
5.1.1 载流液的电泳迁移率与电导率的测量
5.1.2 纳米TiO2的表征与Zeta电位的测量
5.2 载流液阻抗测定与有效电压计算
5.3 流速对分离强度的影响
5.4 不同物质及浓度的载流液对分离强度的影响
5.5 电场强度对纳米颗粒的影响
5.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
本文编号：3859400
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