基于兩電極體系的水質(zhì)參數(shù)檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、水是生命之源，生活飲用水的質(zhì)量與人類的健康息息相關(guān)。隨著城市的擴(kuò)大、工農(nóng)業(yè)的發(fā)展，環(huán)境的惡化正在加劇，人們對水體質(zhì)量越來越關(guān)注，對生活飲用水的水質(zhì)要求也越來越高。目前，市場上的水質(zhì)檢測儀器大多應(yīng)用于污染水體的檢測，且設(shè)備昂貴，維護(hù)繁瑣。因此，研究和開發(fā)一套快速靈敏、小型價(jià)廉且適用于家用體系的水質(zhì)多參數(shù)檢測儀器具有實(shí)際的意義和價(jià)值。
　　本研究選用方法簡單、靈敏度高的電化學(xué)伏安法作為水質(zhì)檢測的研究方法，通過改變激勵(lì)方式達(dá)到檢測多種參

2、數(shù)的目的，設(shè)計(jì)了適用于家用體系的水質(zhì)檢測系統(tǒng)，并在該系統(tǒng)上開展基于兩電極體系的水體多種離子的檢測實(shí)驗(yàn)研究。本論文的主要研究內(nèi)容如下:
　　1)電極方面:首先分析和比較了國內(nèi)外水質(zhì)檢測的多種方法，選用簡單、快速的伏安分析法作為本課題的研究方法;其次，針對基于三電極體系的電化學(xué)伏安法在家用體系和食品領(lǐng)域的應(yīng)用限制，詳細(xì)闡述了兩電極體系的原理和研究現(xiàn)狀，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室多年來的兩電極體系研究成果，采用活性炭設(shè)計(jì)本研究的兩電極電化學(xué)傳感器。

3、r>　　2)檢測系統(tǒng)方面:基于USB2.0開發(fā)了一套融合多種電化學(xué)技術(shù)的軟硬件平臺，可以開展兩電極和三電極體系下水體多種參數(shù)的檢測。該系統(tǒng)具有微信號放大、高速實(shí)時(shí)采集信號、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示等功能，設(shè)計(jì)的算法能快速根據(jù)響應(yīng)信號的特征峰位置和強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)定性和定量分析。
　　3)檢測實(shí)驗(yàn)研究方面:基于自行研制的水質(zhì)檢測系統(tǒng)，開展了水體多種參數(shù)的檢測實(shí)驗(yàn)研究。首先采用溶出伏安法測定水中的重金屬離子Hg2+、Pb2+和Cd2+等陽離子，其靈敏度

4、和檢出限達(dá)到三電極體系的檢測結(jié)果，驗(yàn)證了兩電極體系的可行性;其次，采用脈沖計(jì)時(shí)電流法測定水中的有機(jī)小分子葡萄糖含量，檢測結(jié)果良好;最后，采用線性掃描伏安法檢測水中的陰離子ClO-。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該檢測系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，可適用于水中陽離子、小分子和陰離子等多種參數(shù)的檢測。
　　本論文的創(chuàng)新性在于采用適于家用領(lǐng)域的兩電極傳感器實(shí)現(xiàn)水體多參數(shù)的檢測，所開發(fā)的軟硬件平臺小型化、功能齊全、運(yùn)行可靠，成本遠(yuǎn)低于市場上的電化學(xué)工作站。本研究為