基于tio_2纳米管的cod传感器制备及性能研究

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1、硕士学位论文基于TiO2纳米管的COD传感器制备及性能研究FABRICATIONOFTiO2NANOTUBE-BASEDCHEMICALOXYGENDEMAND(COD)SENSORANDITSSENSINGPERFORMANCE范培华哈尔滨工业大学2016年6月国内图书分类号：O611.3学校代码：10213国际图书分类号：615.4密级：公开工学硕士学位论文基于TiO2纳米管的COD传感器制备及性能研究硕士研究生：范培华导师：刘绍琴教授申请学位：工学硕士学科：生物医学工程所在单位：生命科学与技术学院答辩日期：2016年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学Clas

2、sifiedIndex:O611.3U.D.C:615.4DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringFABRICATIONOFTiO2NANOTUBE-BASEDCHEMICALOXYGENDEMAND(COD)SENSORANDITSSENSINGPERFORMANCECandidate：PeihuaFanSupervisor：Prof.ShaoqinLiuAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：BiomedicalEngineeringAffil

3、iation：SchoolofLifeScienceandTechnologyDateofDefence：June,2016Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要定量检测水系中有机污染物含量对水质分析以及环境污染物控制起着至关重要的作用。COD值是显示水中有机污染物含量的重要指标之一，其标准的检-测方法通常会产生二次环境污染，并且操作繁琐，受Cl干扰显著。因此，开发能够有效避免以上缺点的新型COD检测方法迫在眉睫。本论文采用阳极氧化法合成TiO2纳米管阵

4、列结构，并以TiO2纳米管阵列电极为光阳极制备光电COD传感器，将其用于多种有机物的检测。具体研究内容如下：首先，论文通过优化电化学氧化电压、氧化时间和煅烧温度，制备出纳米结构规整、结晶性高、光电性能优异的TiO2纳米管阵列。结果表明，在0.25wt%NH4F-0.75wt%H2O-EG电解液中，TiO2纳米管阵列最佳制备条件为：氧化电压o40V，氧化时间4h，煅烧温度550C。其次，通过调整外加偏压和氧气通入量对TiO2纳米管阵列的光电催化性能进行优化。根据TiO2光催化机理可知，外加偏压可以促进光生空穴和电子分离，随之光生空穴和电子可以分别与O2或H2O反应

5、生成具有很强氧化活性的自由基，进而氧化吸附在TiO2表面的有机物。因此有机污染物的含量可通过光电催化响应电流值进行测量。实验结果表明，外加偏压为1.0V，溶液中氧气通入量至饱和状态时，TiO2纳米管的光电催化性能最佳。最后，以制备的TiO2纳米管阵列为工作电极，铂片为对电极，Ag/AgCl为参比电极，通过计时电流法检测光电催化电流随有机物浓度的变化。实验结果表明，Inet随logCm线性增加，并且根据本论文基于光电催化原理制备的COD传感器线性关系计算出的PeCOD值与实际ThCOD值基本一致，并且不同有机物溶液的PeCOD值与ThCOD值符合同一个线性关系，说

6、明该COD传感器可以用于不同种类有机物溶液COD的同时精准检测。综上所述，本方法制备的COD传感器线性范围广，重现性良好，检测限低，环境友好，有望用于COD的实时分析。关键词：COD传感器；TiO2纳米管；光电催化I哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractAnalyticaldeterminationofthequantityoforganicmatterinwateriscrucialforwaterqualityassessmentandpollutioncontrol.Thequantityofdrainagesystemcanbeexpressed

7、byCODvaluetojudgetheleveloforganicpollutant.ThetraditionalCODdetectionmethodsusuallyhaveseveralunavoidabledrawbacks,including-secondaryenvironmentalpollution,complicatedoperationandseriousClinterference.Hence,itisurgenttodevelopanewCODdetectionmethodtoavoidallabove-mentioneddrawbacks

8、.Inthisthesi