光电复合BOD检测中聚苯胺修饰电极的信号放大研究

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	光电复合BOD检测中聚苯胺修饰电极的信号放大研究
英文题名	Signal Amplification of Polyaniline Modified Electrode for Estimation of Biochemical Oxygen Demand Using Optic and Electrochemical Combination System
	李萌
导师	靳刚
	2016
学位授予单位	中国科学院大学
学位授予地点	北京
学位类别	博士
学位专业	一般力学与力学基础
摘要	生化需氧量，简称BOD（Biochemical Oxygen Demand），是反映水体有机污染程度的重要指标，由微生物降解水中有机物所消耗的溶解氧量表示。标准检测方法为五日法和微生物电极法。前者操作复杂，测量周期长；后者测量周期短，可实现自动化检测，但是存在信号漂移问题。光电复合BOD检测的方法有望解决此问题并保持快速和自动化的优势。该方法是在微生物电极法的基础上引入全内反射椭偏光学采样，在光电复合BOD检测中可同时获得相应的光电响应信号。但是，前期工作中光信号信噪比较低，难以与电信号匹配。因此，要实现光电复合BOD检测，需提高光信号的信噪比。考虑引入化学性质稳定的光学氧敏感膜对电极进行修饰。聚苯胺因满足上述要求且原料易得、制备条件简单而成为最佳选择。本文将聚苯胺引入光电复合BOD检测中，为此需要解决以下问题：（1）如何制备出与倏逝波探测相匹配的聚苯胺修饰电极；（2）聚苯胺修饰电极可否放大溶氧检测信号；（3）评价和测试聚苯胺修饰电极在溶氧和BOD检测中的功效及作用。针对这些问题，本文调研关于聚苯胺膜制备、光电性质及溶氧检测相关的文献，尝试在金膜表面制备出与倏逝波探测相匹配的聚苯胺膜层，判断其是否对溶氧有光电响应。获得聚苯胺修饰电极对溶氧响应的光电信号，进而优化溶氧检测的电设置条件，获得最佳的光电响应信号。在此基础上，进行0~16 mg L-1溶氧浓度范围内的溶氧检测，获得光电响应信号相一致的检测结果。进一步探讨了铁卟啉掺杂的聚苯胺修饰电极对溶氧响应信号的提升。最后，在确定聚苯胺修饰电极对溶氧检测信号提升的基础上，引入类似B-1型微生物膜电极法的微生物膜，试验了光电复合BOD检测，实现了地表Ⅰ~Ⅴ类水浓度范围内光电复合BOD检测。此外，在聚苯胺膜层中掺入铁卟啉进一步提升了Ⅰ~Ⅴ类水浓度范围内聚苯胺修饰电极对BOD的光电响应。
索取号	31381
语种	中文
文献类型	学位论文
条目标识符	http://dspace.imech.ac.cn/handle/311007/59478
专题	微重力重点实验室
推荐引用方式 GB/T 7714	李萌. 光电复合BOD检测中聚苯胺修饰电极的信号放大研究[D]. 北京. 中国科学院大学,2016.

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