论文总字数：12735字

摘 要

大气中的分子态氧溶解在水中以后我们把它称之为溶解氧^[1]，一般记作DO，单位是mg/L。溶解氧是水体受污染程度与环境好坏的重要指标之一，其含量受深度、气压、水体本身的生态环境等因素影响。例如，如果水体受到严重的污染，那么水体中溶解氧的含量就会大大降低。所以，对溶解氧的监测也是我们在环保生存方面的一项重要任务。

在测定水中溶解氧的各种工具中，Clark型氧传感器是最广泛使用的，已被应用于临床分析，发酵监测和生物传感器开发。本文我们主要是根据Clark电极原理制作一个微型溶解氧传感器，并且对之进行性能测试。Clark电极发明于20世纪50年代，当时是用于测量血液标本中的氧分压，其理论基础是溶解氧和水的氧化还原反应。随着科技的发展，Clark电极的制作也在不断完善、应用也更加广泛，如水文监测，污水的处理等等，在生物医学方面也有着越来越多的应用。

关键词：溶解氧；Clark电极；传感器

Abstract

Atmospheric molecular oxygen dissolved in water after we call it dissolved oxygen, generally recorded as DO, the unit is mg / L. Dissolved oxygen is one of the important indicators of water pollution and environmental quality, its content by the depth, pressure, water itself, the ecological environment and other factors. For example, if the water is heavily polluted, the amount of dissolved oxygen in the water will be greatly reduced. Therefore, the monitoring of dissolved oxygen is also an important task in our environmental protection.

Clark-type oxygen sensors are the most widely used in various tools for the determination of oxygen and have been used in clinical analysis, fermentation monitoring and biosensor development.In this paper, we mainly based on Clark electrode principle to produce a micro-dissolved oxygen sensor, and the performance test.Clark electrode was invented in 1956, was used to measure the oxygen partial pressure in blood samples, the theoretical basis is dissolved oxygen and water redox reaction.With the development of science and technology, Clark electrode production is also constantly improve, the application is more extensive, such as hydrological monitoring, sewage treatment, etc., in biomedical also has more and more applications.

Key words: Dissolved oxygen; Clark electrode; Sensor

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 溶解氧的概论 1

1.1.1 溶解氧的概念 1

1.1.2溶解氧的来源 1

1.2 溶解氧的测定方法 1

1.2.1碘量法 1

1.2.2 电流测定法（Clark溶氧电极） 2

1.2.3 光纤氧传感器法 3

1.2.4 电导法测定溶解氧 3

1.3 影响溶解氧测定的因素 3

1.3.1 温度的影响 4

1.3.2大气压的影响 4

1.3.3 溶液中含盐量 4

1.4 溶解氧传感器 4

1.4.1 电化学型（Clark型） 4

1.4.2 光纤型 5

第二章 微型溶解氧传感器的制作 6

2.1溶解氧传感器的工作原理 6

2.2 溶解氧传感器的制作材料 7

2.2.1透氧膜 7

2.2.2阳极材料的选择及处理 8

2.2.3 阴极材料的选择及处理 9

2.2.4 电解质溶液 10

2.3溶解氧传感器的制作 11

2.3.1电极的极化 12

第三章 溶解氧传感器的性能测试 13

3.1 溶解氧传感器CV曲线的测试 13

3.2 溶解氧传感器在水中的测试 15

3.3 溶解氧传感器的稳定性测试 16

第四章 总结与展望 18

参考文献 19

致谢 21

第一章 绪论

1.1 溶解氧的概论

1.1.1 溶解氧的概念

我们把大气中溶解于水中的分子态氧称为溶解氧，记作DO，单位是mg/L，例如在20℃、100KPa条件下，纯水里大约含有9 mg/L的溶解氧。水中溶解氧监测结果能反映的是水体的自净能力。溶解氧（DO）浓度测量在许多工业和实验室应用（环境，污水处理厂，医疗等）中被广泛应用。

1.1.2溶解氧的来源

水中溶解氧的来源主要有两个方面：一方面是来自于空气中的氧；另一方面是来自于水体中进行光合作用的植物。

1.2 溶解氧的测定方法

溶解氧（DO）作为评判水质和衡量水体的自净能力强弱的一个主要依据，溶解氧（DO）浓度的测量在许多工业和实验室中（环境，污水处理厂，医疗等）被广泛应用。溶解氧的测定方法常见的有碘量法^[2-4]、电流测定法（Clark溶氧电极）、电导法^[5-7]等，其中最常用方法是使用电流传感器法。其他一些方法如阳极溶出伏安法、微电极法、气相色谱法^[14-16]、声制发光法等，但这些方法由于制作比较麻烦，成本较高，使用仪器复杂等原因，所以不利于在实际中在线监测水溶解氧的含量。下面我们着重介绍一些我们常见的测定水中溶解氧含量的方法。

1.2.1碘量法

碘量法^[2-4]是溶解氧测定最经典方法，也是国家的标准方法。碘量法的实验原理就是测出反应中的碘从而测出溶解氧。具体是溶解氧与沉淀的二价氢氧化锰( 将氢氧化钠或氢氧化钾加入到二价硫酸锰中制得) 反应，酸化后生成的高价锰化合物将碘化物氧化游离出等当量的碘，用硫代硫酸钠滴定，测定游离碘量，从而得出溶解氧的含量。该方法测定水样的范围在0.2～20mg /L。具体的化学反应如下：

MnCl₂ 2NaOH=Mn(OH)₂↓ 2NaCI

请支付后下载全文，论文总字数：12735字