Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Khảo sát ảnh hưởng của cấu trúc điện cực đến khả năng đáp ứng của sensor oxy

Nội dung nghiên cứu của bản luận văn được tập trung vào các điểm sau đây: Nghiên cứu và chế tạo các sensor oxy sử dụng các vật liệu điện cực khác nhau với các kích thước khác nhau có khả năng làm việc ổn định, lâu dài trong môi trường làm việc; nghiên cứu ảnh hưởng của vật liệu sử dụng làm màng khuếch tán oxy đến tín hiệu của sensor chế tạo được; khảo sát đáp ứng tín hiệu của điện cực trong điều kiện chế tạo hàng loạt; so sánh khả năng đáp ứng và độ ổn định của các sensor chế tạo trong nước với các sensor nhập khẩu từ nước ngoài.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Khảo sát ảnh hưởng của cấu trúc điện cực đến khả năng đáp ứng của sensor oxy ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAMTRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN VIỆN HÓA HỌC PHẠM THU GIANGKHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA CẤU TRÚC ĐIỆN CỰC ĐẾN KHẢ NĂNG ĐÁP ỨNG CỦA SENSOR OXY LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC Hà Nội – 2012 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAMTRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN VIỆN HÓA HỌC PHẠM THU GIANGKHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA CẤU TRÚC ĐIỆN CỰC ĐẾN KHẢ NĂNG ĐÁP ỨNG CỦA SENSOR OXY Chuyên ngành: Hóa lý thuyết và Hóa lý Mã số: 60 44 31 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC Người hướng dẫn khoa học: PGS. TS. Vũ Thị Thu Hà Hà Nội - 2012 LỜI CẢM ƠN ------ Tôi xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới PGS. TS. Vũ Thị ThuHà và GS. TS. Lê Quốc Hùng - Phòng Tin học trong Hóa học, Viện Hoá học –Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã giao đề tài và hướng dẫn hếtsức tận tâm, nhiệt tình, chu đáo trong suốt quá trình tôi thực hiện và hoàn thànhluận văn này. Tôi xin chân thành cảm ơn sự nhiệt tình hỗ trợ và đóng góp ý kiến của cácanh chị em đồng nghiệp phòng Tin học trong Hóa học, Viện Hóa học. Xin cảm ơn Viện Hóa học – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ ViệtNam đã tạo điều kiện thuận lơi cho tôi trong quá trình học tập và nghiên cứu. Xin cảm ơn các thầy cô trong Bộ môn Hóa lý, cũng như các thầy cô trongkhoa Hoá học – Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nộiđã tận tình dạy dỗ, giúp tôi có được những kiến thức cơ bản nhờ đó mà tôi có thểlĩnh hội được những kiến thức sâu hơn sau này. Xin chân thành cảm ơn những người thân trong gia đình, cùng các anh chịem, bạn bè, đồng nghiệp đã giúp đỡ, động viên và tạo điều kiện để tôi hoàn thànhluận văn này. Hà Nội, tháng 04 năm 2013 Phạm Thu Giang MỤC LỤCDANH MỤC CÁC BẢNG ………………………………………….……….………… .3DANH MỤC CÁC HÌNH………………………………………………………..… …….4MỞ ĐẦU………………………………………………………………………….… …...7CHƯƠNG I: TỔNG QUAN……………………………………………………….… …..9 1.1. Vai trò của oxy trong môi trường…………………………………………… …... 9 1.2. Các phương pháp đo nồng độ oxy hòa tan trong môi trường………….……..…..10 1.2.1. Phương pháp đo cổ điển ……………………………………………… ..…..10 1.2.2. Phương pháp chuẩn độ Winkler …………………………………….. ……..11 1.2.3. Phương pháp sensor quang học………………………………………..…....13 1.2.4. Phương pháp sensor điện hóa (điện cực màng)…………………… ….…....14 1.3. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của sensor oxy theo kiểu Clark………….……...19 1.3.1. Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động…………………………………… .……..19 1.3.2. Cấu trúc, kích thước sensor ………………………………………… ..….…23 1.3.3. Tính chất …………………………………………………………… .….….24 1.3.4. Các vấn đề liên quan đến sensor oxy Clark ……………………… ……..…26CHƯƠNG II: THỰC NGHIỆM .....……………………………………………….….….28 2.1. Chuẩn bị thực nghiệm…………………………………………………… .….….28 2.1.1. Hóa chất, vật liệu…………………………………………………… .….….28 2.1.2. Dụng cụ, thiết bị………………………………………………… ….……....28 2.2. Nội dung thực nghiệm………………………………………………… ….…..…29 2.2.1. Chế tạo sensor oxy………………………………………………… .….…..29 2.2.2. Khảo sát tính chất của các sensor tự chế tạo…………………………..… ...33 2.2.3. Đánh giá khả năng làm việc của sensor trong điều kiện chế tạo hàng loạt... .33CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN……………………………………. …....34 3.1. Khảo sát ảnh hưởng của vật liệu và kích thước điện cực……………… …….…34 3.1.1. Sensor Platin……………………………………………………… …….…34 3.1.1.1. Kích thước 0,5mm……………………………………………….… ....34 3.1.1.2. Kích thước 1mm………………………………………………… ..…...37 3.1.2. Sensor Vàng………………………………………………………… ..……38 3.1.2.1. Khảo sát sensor sử dụng điện cực vàng kích thước lớn …………..…..38 3.1.2.2. Khảo sát sensor sử dụng vi điện cực vàng………………………...…...41 3.1.2.3. Khảo sát hàng loạt 16 điện cực vàng………………………… ..……43 3.2. Khảo sát ảnh hưởng của vật liệu màng……………………………………...…...51 3.3. So sánh kết quả đo giữa sensor tự chế tạo và sản phẩm nhập ngoại………..……53 3.3.1. Sensor eDAQ (Úc)…………………………………………………..…… ..53 3.3.2. Sensor Horiba (Nhật Bản)………………………………………….…… …55KẾT LUẬN………………………………………………………………………..… …57TÀI LIỆU THAM KHẢO………………………………………………………...… ….59 DANH MỤC CÁC BẢNG STT Nội dung TrangBảng 1.1 Độ hòa tan của oxy trong nước trong c ...