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DICP OpenIR  > 中国科学院大连化学物理研究所  > 学位论文
学科主题: 物理化学
题名: 测量挥发性有机物的石英晶体微天平技术研究
作者: 徐秀明
答辩日期: 2009-01-08
导师: 李海洋
专业: 分析化学
授予单位: 中国科学院研究生院
学位: 博士
摘要: 石英晶体微天平(Quartz Crystal Microbalance,QCM)是一种质量型检测器,具有体积小、灵敏度高、响应快速等特点,在环境监测、食品质量控制等领域备受关注。QCM传感器的敏感性主要取决于表面涂层材料的性质,高灵敏度、选择性和稳定性的敏感材料是当前QCM气体传感领域研究的热点之一。本论文以研制用于测量空气中常见挥发性有机物的QCM为核心,在QCM系统、敏感材料和阵列技术等方面开展了如下工作: 建立了一套QCM传感器测量装置,建立了大气压条件下QCM测定气体在离子液体中热力学参数的方法,测定了标准状态下CO2在C4mimPF6中的焓(-15.7 kJ/mol)、熵[-84.6 J/(mol•K)]、自由能(9.5 kJ/mol)等热力学参数。同时测定了苯、甲苯、乙醇、二氯甲烷和丙酮在咪唑类离子液体中的亨利常数。结果表明卤素阴离子的咪唑离子液体通过氢键作用对乙醇具有很强的溶解性;而疏水性离子液体对芳香类化合物具有较强的溶解性。结合量子化学计算和红外光谱分析,探讨了可能的作用机理。 以手性离子液体作为QCM的涂层,对乳酸甲酯对映体的识别进行了研究。研究表明,QCM技术是表征手性材料分离能力的一种简便方法。以CnmimCl和CnmimNTf2(n=4, 6,…,12)为涂层制备了乙醇和苯系物的特异性传感器,具有稳定、可逆,响应速度快(80 sec)等优点,对乙醇、甲苯、乙苯、二甲苯、氯苯的检测限可达10、22、8.4、9.1和13.4 ppm。 设计研制了一套多通道阵列式QCM检测装置,开发了多通道频率采集与控制系统,结合神经网络识别算法,对甲苯、乙醇、丙酮和二氯甲烷四种VOCs进行了定性识别和定量分析。阵列式QCM传感器对甲苯、二氯甲烷、丙酮和乙醇的定性识别准确率达到100%,定量识别误差小于8.2 %。
语种: 中文
内容类型: 学位论文
URI标识: http://cas-ir.dicp.ac.cn/handle/321008/114935
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徐秀明. 测量挥发性有机物的石英晶体微天平技术研究[D]. 中国科学院研究生院. 2009.
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