基于微流控芯片的氣體分離與檢測(cè)技術(shù)研究.pdf

1、惡臭氣體引發(fā)的環(huán)境問(wèn)題給全球帶來(lái)嚴(yán)重的危害，惡臭氣體監(jiān)測(cè)正在成為環(huán)境監(jiān)測(cè)的一個(gè)重要組成部分，氣體檢測(cè)器與氣體分離器是實(shí)現(xiàn)惡臭氣體定性、定量分析的關(guān)鍵器件，是惡臭自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)儀器的核心部分。因此，開發(fā)氣體檢測(cè)器與氣體分離器具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　通過(guò)進(jìn)行大量文獻(xiàn)查閱工作，論文深入歸納總結(jié)了氣體分離與檢測(cè)領(lǐng)域的最新研究進(jìn)展和發(fā)展方向。在此基礎(chǔ)上選準(zhǔn)了基于微流控芯片的氣體分離與檢測(cè)研究方向，通過(guò)理論研究與實(shí)驗(yàn)分析相結(jié)合的方法，開發(fā)了一

2、種可用于惡臭自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)儀器的氣體分離與檢測(cè)器。
　　論文首先介紹了色譜理論，將微流控芯片技術(shù)與氣相色譜技術(shù)相結(jié)合，提出了一種采用微流控芯片作為分離器，以光離子化檢測(cè)器作為氣體傳感器的檢測(cè)方案。
　　利用流體仿真軟件COMSOL進(jìn)行微流控芯片氣體分離仿真，開發(fā)了填充式微流控芯片以及毛細(xì)微流控芯片。確定了芯片為S型通道，尺寸為115×60×6mm。填充式微流控芯片通道橫截面為內(nèi)徑1mm的圓形，總長(zhǎng)度為1.8m；毛細(xì)微流控芯片通

3、道橫截面為內(nèi)徑0.4mm的圓形，總長(zhǎng)度為6m。均采用噴砂工藝刻蝕通道以及熱鍵合技術(shù)進(jìn)行芯片鍵合，分別對(duì)微流控芯片通道涂敷不同極性的固定液。
　　通過(guò)對(duì)光離子化原理以及特性分析研究，選用了電離能為10.6ev的紫外光離子化燈以及不銹鋼電極材料，設(shè)計(jì)了相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電路以及微弱信號(hào)調(diào)理電路，最后分析了檢測(cè)電路對(duì)單一組分氣體濃度的響應(yīng)關(guān)系，并對(duì)響應(yīng)曲線進(jìn)行了擬合。結(jié)果表明檢測(cè)電路具有良好的重復(fù)性和較好的檢測(cè)精度。
　　論文的實(shí)驗(yàn)部分進(jìn)