用于海水與淡水環(huán)境的Ir-Ir(OH)x-pH傳感器的研制與應(yīng)用.pdf

1、隨著大氣CO2含量的逐年上升，海洋這一巨大的碳庫吸收了大量的CO2，導(dǎo)致海洋酸化。同時，湖泊的富營養(yǎng)化進(jìn)程也在連年加劇，多項研究表明，湖泊酸堿度與藻類的繁殖息息相關(guān)。因此，對水體pH進(jìn)行準(zhǔn)確高效的在線測量在海洋觀測與環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域具有重要意義。
　　本文利用電化學(xué)方法，在常溫下僅用一步制備了Ir/Ir(OH)x-pH電極。利用SU-70環(huán)境掃描電鏡對電極進(jìn)行表征分析發(fā)現(xiàn),Ir絲表面覆蓋有一層直徑約為50-200nm的顆粒組成的薄膜。

2、為模擬海水與淡水環(huán)境，分別利用3.5％NaCl配制的pH標(biāo)準(zhǔn)溶液與商業(yè)pH標(biāo)準(zhǔn)溶液對電極進(jìn)行性能標(biāo)定。結(jié)果顯示，兩種環(huán)境下電極均具有良好的能斯特響應(yīng)，斜率k為59.52-56.14mV/pH，相關(guān)系數(shù)R2大于0.99，且響應(yīng)時間短，表現(xiàn)穩(wěn)定，有4個月以上的使用壽命，在淡水中具有pH2-12的響應(yīng)范圍。
　　本文對pH傳感器在海水與淡水中的應(yīng)用進(jìn)行了重點研究。將電極集成于自制電化學(xué)傳感器后，首先將其應(yīng)用于美國Newport Harb

3、or海域。為檢測傳感器的準(zhǔn)確性，將其與Sea-Bird911plus CTD綁定，一同入水。經(jīng)過一系列的數(shù)據(jù)處理過程后，得到該海域的pH值變化曲線。與CTD數(shù)據(jù)比較后發(fā)現(xiàn)，二者pH值相差不到0.06，并且在下放與上拉過程中，自制傳感器具有更高的數(shù)據(jù)匹配度和測量準(zhǔn)確性。隨后將傳感器在太湖水域進(jìn)行pH探測，包括當(dāng)日6:00-22:00的連續(xù)探測及每隔2h進(jìn)行一次的剖面探測。結(jié)果表明，表層湖水pH值呈現(xiàn)白天高晚上低的趨勢，晝夜變化幅度△pH=