基于两电极体系的水质参数检测系统设计与实验研究

基于两电极体系的水质参数检测系统设计与实验研究

作者:师大云端图书馆 时间:2018-10-17 分类:参考文献 喜欢:1650
师大云端图书馆

【摘要】水是生命之源,生活饮用水的质量与人类的健康息息相关。随着城市的扩大、工农业的发展,环境的恶化正在加剧,人们对水体质量越来越关注,对生活饮用水的水质要求也越来越高。目前,市场上的水质检测仪器大多应用于污染水体的检测,且设备昂贵,维护繁琐。因此,研究和开发一套快速灵敏、小型价廉且适用于家用体系的水质多参数检测仪器具有实际的意义和价值。本研究选用方法简单、灵敏度高的电化学伏安法作为水质检测的研究方法,通过改变激励方式达到检测多种参数的目的,设计了适用于家用体系的水质检测系统,并在该系统上开展基于两电极体系的水体多种离子的检测实验研究。本论文的主要研究内容如下:1)电极方面:首先分析和比较了国内外水质检测的多种方法,选用简单、快速的伏安分析法作为本课题的研究方法;其次,针对基于三电极体系的电化学伏安法在家用体系和食品领域的应用限制,详细阐述了两电极体系的原理和研究现状,结合实验室多年来的两电极体系研究成果,采用活性炭设计本研究的两电极电化学传感器。2)检测系统方面:基于USB2.0开发了一套融合多种电化学技术的软硬件平台,可以开展两电极和三电极体系下水体多种参数的检测。该系统具有微信号放大、高速实时采集信号、数据实时显示等功能,设计的算法能快速根据响应信号的特征峰位置和强度,实现定性和定量分析。3)检测实验研究方面:基于自行研制的水质检测系统,开展了水体多种参数的检测实验研究。首先采用溶出伏安法测定水中的重金属离子Hg2+、Pb2+和Cd2+等阳离子,其灵敏度和检出限达到三电极体系的检测结果,验证了两电极体系的可行性;其次,采用脉冲计时电流法测定水中的有机小分子葡萄糖含量,检测结果良好;最后,采用线性扫描伏安法检测水中的阴离子ClO-。实验结果表明,该检测系统的应用领域广泛,可适用于水中阳离子、小分子和阴离子等多种参数的检测。本论文的创新性在于采用适于家用领域的两电极传感器实现水体多参数的检测,所开发的软硬件平台小型化、功能齐全、运行可靠,成本远低于市场上的电化学工作站。本研究为水质的在线、无损、实时检测的研究与仪器化提供了新的思路。
【作者】蔡佩君;
【导师】王晓萍;
【作者基本信息】浙江大学,测试计量技术及仪器,2014,硕士
【关键词】水质参数;两电极体系;活性炭电极;溶出伏安法;脉冲计时电流法;线性扫描伏安法;

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