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离子液体膜修饰QCM传感器对博物馆中有机污染性气体的检测研究

作　者: 鲁丹丹
导　师: 蔡兰坤
学　校: 华东理工大学
专　业: 环境科学与工程
关键词: 博物馆离子液体气体传感器 QCM 有机污染性气体
分类号: TP212.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

博物馆木制展柜材料能够持续释放有机污染性气体,虽然挥发出的有机气体浓度较低,但仍能够对展柜中所保存文物造成较大的危害。实时监测文物保存环境质量状况是净化文物保存环境、科学保护文物的先决条件。因而研制符合博物馆文物保存环境的高灵敏度气体传感器已经引起了人们越来越广泛的关注。本论文选取了三种咪唑类离子液体作为石英晶体微天平(QCM)传感器敏感性涂层,制备离子液体/QCM传感器监测有机污染性气体,得到了离子液体/QCM传感器对不同浓度有机气体的频率变化曲线,并通过实验模拟博物馆文物保存微环境中有机气体的不断累积过程。研究结果表明：三种离子液体/QCM传感器对有机气体的响应趋势相似,开始时,传感器频率迅速下降,随着时间的延长,传感器的频率下降速度逐渐减缓,最终达到稳定,频率变化和有机气体浓度之间呈线性关系。另外,氯化1-己基-3-甲基咪唑作为QCM敏感性涂层时QCM传感器比另外两种更加灵敏,可以检测出更低浓度的有机气体。在实验浓度范围内,三种离子液体/QCM传感器对有机气体的灵敏度为：乙酸)甲酸)甲醛。结合红外光谱发现,1-丁基-3-甲基咪唑对甲苯磺酸钠和氯化1-己基-3-甲基咪唑中存在氢键,这种作用力的存在对有机气体有很好的吸附性能。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章绪论  9-20
  1.1 前言  9
  1.2 课题研究的目的和意义  9-11
  1.3 石英晶体微天平QCM  11-13
  1.4 离子液体  13-14
  1.5 博物馆气体环境  14-16
  1.6 国内外研究进展  16-19
  1.7 论文主要研究内容  19-20
第2章离子液体/QCM传感器的制备  20-25
  2.1 引言  20-21
  2.2 实验仪器与试剂  21-22
    2.2.1 实验仪器  21-22
    2.2.2 实验所用试剂  22
  2.3 实验步骤  22-24
    2.3.1 石英晶体谐振片的预处理  22-23
    2.3.2 实验反应装置  23
    2.3.3 离子液体膜的制备  23
    2.3.4 实验流程  23-24
  2.4 本章小结  24-25
第3章离子液体/QCM传感器对有机气体的监测  25-39
  3.1 引言  25-26
  3.2 实验结果与讨论  26-38
    3.2.1 稳定性测试  26-27
    3.2.2 离子液体1-丙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐/QCM传感器  27-30
    3.2.3 离子液体1-丁基-3-甲基咪唑对甲苯磺酸钠/QCM传感器  30-31
    3.2.4 离子液体氯化1-己基-3-甲基咪唑/QCM传感器  31-36
    3.2.5 讨论  36-38
  3.3 本章小结  38-39
第4章模拟展柜环境实验  39-47
  4.1 引言  39
  4.2 实验结果与讨论  39-45
    4.2.1 模拟展柜环境实验  39-43
    4.2.2 可逆性检测  43-45
  4.3 本章小结  45-47
第5章离子液体/QCM传感器吸附机理研究  47-54
  5.1 引言  47-49
  5.2 实验方法  49
  5.3 实验结果与讨论  49-53
    5.3.1 氯化1-己基-3-甲基咪唑  49-51
    5.3.2 1-丁基-3-甲基咪唑对甲苯磺酸钠  51-52
    5.3.3 1-丙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐  52-53
  5.4 本章小结  53-54
第6章研究结论与展望  54-56
  6.1 结论  54-55
  6.2 研究展望与建议  55-56
    6.2.1 温度  55
    6.2.2 离子液体的种类  55
    6.2.3 有机气体的种类  55
    6.2.4 研制阵列传感器  55
    6.2.5 检测复合污染性气体  55-56
参考文献  56-61
攻读硕士学位期间发表的论文及专利  61-62
致谢  62

离子液体膜修饰QCM传感器对博物馆中有机污染性气体的检测研究

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