海底pH的原位探测：镀Nafion膜的Ir/IrO2电极

洋中脊热液流体及大陆斜坡气体水合物区的冷泉中溶解有硫离子.Ir/IrO2电极对硫离子非常敏感.虽然它和Ag/AgCl参比电极配对在pH 0～14中具有优良性能,但在含有2×10-4mol/L Na2S的缓冲溶液(pH=12.6)中无法得到稳定电位.测试初期是高强度假信号,然后是上下波动的信号曲线.为克服硫离子的干扰,在Ir/IrO2电极表面镀上了Nafion膜.Nafion是杜邦公司生产的一种聚合物选择性半透膜.相对于为未镀Nafion膜的Ir/IrO2电极而言,镀膜电极不仅对不同pH值溶液响应良好,而且在含有2×10-4mol/L Na2S的缓冲溶液中信号稳定,表明了硫离子的干扰被有效屏蔽.固态镀膜Ir/IrO2和Ag/AgCl电极对适用于对海底热液和冷泉的pH测定与长期观测.     

基于固态Ag/AgCl参比电极的氧化钨pH电化学传感器的研究

通过浸涂法在钨金属丝上涂敷氧化钨氢离子敏感膜,制备了氧化钨H 选择性电极,采用尿素改性聚乙烯醇作为参比电极的固态薄膜材料并进行KCl掺杂,经Nafion膜进行修饰后制备了固态参比电极.利用自制的氧化钨pH电极与固态参比电极制成pH电化学传感器,该传感器具有良好的响应电位E-pH线性函数关系,响应范围为pH2～pH11.响应灵敏度与氧化钨的热处理温度有关,200℃热处理后的响应灵敏度为52.81 mV/pH, 响应时间与氧化钨敏感膜、测试溶液pH值以及溶液温度有关.在pH2→pH11→pH2循环测试过程中,传感器的滞后效应较小.该传感器有良好的选择性,响应行为不受Na 、F-等常见离子的影响,但是受到氧化还原性的NO-3、I-等离子的干扰.传感器内阻很低为22.8 kΩ,远小于玻璃pH计的内阻(1×109 Ω).该传感器在各种饮料中具有较高测量精度,与玻璃pH计的测量值进行对比,两者的差值在(-0.06 pH, 0.15 pH)范围内.在10-5M→10-1M柠檬酸溶液中,传感器的响应电位与溶液浓度存在良好的线性关系,响应时间小于1 min.     

海底热液扩散流溶解硫化物的原位观测：电极的制备与性能标定

介绍了一种用于测定溶解硫化物浓度的新型离子选择电极(ISE)的制备方法和性能标定结果.以银丝为基材,用含超细银粉的导电聚合物作为中间层,在环氧树脂固化后通过化学反应形成Ag2S层.以新型Ag/Ag2S为工作电极,以Accu-ment公司的Ag/AgCl为参比电极,构成溶解硫离子/硫化氢传感器.性能标定结果显示,这种新型固态传感器的响应电信号与硫离子浓度的对数呈线性关系,线性范围为10-2～10-7(mol/L)的硫离子.所测电压与硫离子浓度的对数之间斜率为-27.7,与理论计算得到的能斯特斜率dE/dloga;(-29.6 mV)接近.它在响应速度、探测灵敏度和工作稳定性等方面均明显优于传统的ISE型传感器.     

金属铱／氧化铱pH电极的研制

本文采用热氧化法制备金属铱／氧化铱ｐＨ电极。电极在２－１２ｐＨ范围内具有良好的Ｎｅｒｎｓｔ响应，２５．０℃下斜率为６０±１ｍＶ／ｐＨ，响应时间小于３０ｓ。电极在不同温度下的斜率接近Ｎｅｒｎｓｔ理论斜率，新鲜电极老化过程中，Ｎｅｒｎｓｔ响庆直线向电位正方向平行漂移，电位漂移速度逐渐减慢至２ｍＶ／２４ｈｒ左右。     

面向食品质量检测的低功耗射频pH传感器设计

设计了一个检测食品质量的由两片纽扣电池供电、可持续工作30天左右的低功耗射频pH传感器.此传感器由一个由氧化铱(IrOx)电极和氯化银(AgCl)参比电极组成的pH电极、电压转换频率电路和无线通信电路三部分组成.电压转换频率电路将pH电极产生的灵敏度为-49.6 mV/pH的电压转换成灵敏度为-4.073 kHz/pH的频率信号,然后无线通信电路将频率信号调制后传送到阅读器.本文中用此传感器对储藏在5℃下的猪肉持续监测200 h,对储藏在30℃下的牛奶持续监测26 h,实验结果证明射频pH传感器可以用于食品pH随食品质量变化而变化的食品质量检测.射频pH传感器和阅读器系统可以实现准确、方便、长期的无线食品质量检测.     

ZrO2氧传感器用铂电极制备工艺

ZrO2氧传感器通常采用铂（Pt)电极。比较了国内外流行的制备Pt电极方法,发现用Pt浆法制备的Pt电极的活性高,制作成本也低,是制备Pt电极的最佳工艺。     

基于聚苯胺的pH电极及其在CO2检测中的应用研究

本文研制了一种基于聚苯胺（PANI）的石墨pH电极,并将其成功地应用于CO2的检测中。在苯胺和盐酸的混合液中采用循环伏安法实现苯胺在石墨电极上的电聚合。实验表明,此基于聚苯胺的石墨pH电极在pH 1-12的范围内呈现出很好的响应：-63.80 mV/pH（T=23 ℃）,-65.81 mV/pH （T=48 ℃）。根据Severinghaus原理,研究了此传感器在pH 4-9内的pH响应情况,证明此聚苯胺修饰的石墨pH电极可被成功地应用于CO2的检测中,此CO2传感器在CO2浓度为0~1000 mbar的范围内,呈现很好的响应特性：S=42.25 mV/pCO2（mbar）=0.61 pH/pCO2（mbar）,且线性度为0.9839。因此,本文研制的基于PANI的石墨pH电极可应用于生物冶金中pH和CO2的检测中。     

Li2CO3/YSZ电极制备方法对CO2传感器性能的影响

借助X射线衍射和扫描电镜,研究烧结、熔融和承载三种典型Li2CO3/YSZ敏感电极制作方法对CO2传感器性能的影响.结果表明,三种方法均能制备出致密的Li2CO3/YSZ敏感电极薄膜,并在实验条件(500℃,CO2浓度范围(318～576800) ×10-6)下对待测气体中的CO2具有准确的响应;熔融法制作的电极薄膜颗粒较其他两种方法大,且由于电极体系中涉及Li2ZrO3和Li2CO3的相互转化反应,使得传感器长时间稳定性受到影响.     

铱取代Dawson型钨磷杂多酸聚吡咯薄膜修饰电极的制备及其电化学性能

通过缺位填充法合成了分子式为α_2-K_6P_2W_(17)O_(061)Ir(H_2O)(P_2W_(17)Ir)的铱(Ⅳ)取代十八钨磷酸盐。由红外光谱(IR)、紫外可见光谱(Uv—vis)和 X-射线衍射谱(XRD)表征 P_2W_(17)Ir,并证实其 Dawson 型结构。XRD 谱中 P_2W_(17)Ir 的2θ(°)值为6.66、6.96、7.92、13.18、19.44、24.58、24.94、26.74、28.38、28.68等。在玻碳电极(GC)上,用电化学方法将单取代 Dawson 型杂多酸盐 P_2W_(17)Ir 的阴离子掺杂到聚吡咯(PPy)薄膜中制成 P_2W_(17)Ir/PPy/GC 化学修饰电极,实验观察到一对氧化还原峰(Epa=-290mV,Epc=-320mV),该对峰归属于 P_2W_(17)Ir 中的铱原子。P_2W_(17)Ir/PPy/GC 既保持该杂多酸的电化学活性和电催化性能,又具有良好的稳定性和灵敏度。研究表明,0.10mol/L H_2SO_4(pH3.0,20℃)溶液中,聚吡咯薄膜中 P_2W_(17)Ir 的还原峰对 NO_2~-的电还原具有良好的催化活性,其催化电流与 NO_2~-浓度在1.0×10~(-6)～1.0×10~(-4)mol/L(20℃)范围内呈良好的线性关系,检测下限为5.0×10～(-7)mol/L,相关系数为0.9920。将 P_2W_(17)Ir/PPr/GC 用作电化学检测器对模拟水样进行了回收率测定(97%～99%),并探讨了催化反应的机理。     

基于集成参比电极的多参数水质监测微传感器阵列研制

研究了一种基于MEMS工艺制备的集成微电极型传感器,并用电化学修饰方法将Ag/AgCl参比电极集成在传感器上,用于水体中温度、电导率和氧化还原电位的测定.Pt温度传感器的电阻与温度的线性关系良好,满足温度测量精度的需求;比较法确定电导率传感器的电极常数为2.723,可以对一般水体的电导率进行测定;氧化还原电位传感器的标...     

全固态裸露式Ag／AgCl参比电极的研制及应用

该文报道了一种树脂接界全固态裸露式Ag／Agcl参比电极,勿需电镀氯化,制备工艺简单,性能稳定,是对电解型Ag／AgCl参比电极的一大改进。可代替饱和甘汞电极作为通用型参比电极,同时可减少汞对环境所造成的二次污染,在温度大于75℃时仍能保持良好性能,突破了甘汞电极的局限。     

Dynamic feedback regulation of the potential of a microfabricated liquid-junction Ag/AgCl reference electrode

A negative feedback mechanism to correct the deviation in the potential of a microfabricated Ag/AgCl electrode was developed using a nonstandard three-electrode system consisting of only thin-film Ag/AgCl electrodes. The reference electrode in the nonstandard three-electrode system was surrounded by a Ag/AgCl auxiliary electrode and provided a standard potential for other electrodes used for detection. With a constant potential applied to the Ag/AgCl working electrode with respect to the reference electrode, the shift of the reference electrode potential caused by a solution having different Cl⁻ concentration flowing in a neighboring flow channel polarized the working electrode slightly. Because of the nonpolarizable nature of Ag/AgCl, the slight shift of the potential of the working electrode caused a rapid current increase, resulting in the recovery of Cl⁻ concentration around the reference electrode. The effect of the feedback function was confirmed by comparing the results with those obtained from cases without the feedback function and from the potentiometric detection of Cl⁻ ions in a solution flowing in a flow channel.     

MASNUM海浪模式的性能特点分析与并行优化

海浪模式MASNUM(marine science and numerical modeling)是我国自主研发的海浪数值模式,该模式已广泛应用于我国海洋防灾减灾、海上交通运输、军事活动保障等方面的海浪预报中.随着提升业务预报精度和气候研究需求的不断增长,高分辨率成为海浪模式发展的必由之路.尽管高性能计算机的快速发展为高分辨率数值模式提供了强大的计算能力支持,但当前很多并行数值模式效率还不高,无法获得更高并行加速比,无法提高模式并行效率并缩短运行墙钟时间.结合现代高性能计算机体系结构特点,深入分析MASNUM模式的性能瓶颈,继而有针对性地对其开展并行优化,明显地提升了通信性能、I/O性能和二维剖分负载平衡性,进而提升了MASNUM模式整体并行效率和可扩展规模.这里以串行性能为基准,当扩展规模达到960个CPU核时,改进后版本加速比可达431.5.该研究也为其他数值模式提供了一些可供借鉴的并行优化策略.     

全固态SiC参比电极的研制及应用

提出了一种全固态SiC参比电极制备方法.实验测试了该参比电极的稳定性、重现性、可逆性、响应时间、温度影响等因素.实验结果表明:该电极电位稳定在100 mV(vs.SCE)左右,响应时间30 s以内,具有重现性、可逆性好、使用寿命长、温度影响小等特点,可作为市售的饱和甘汞和Ag/AgCl参比电极的替代品使用.将该电极用于各种实际样品的测试中,结果令人满意.     

一种数字集成电路标准样片的设计实现

标准样片是实现微电子量值溯源和传递的良好途径,论文着重于通过电路设计实现对数字集成电路参数的模拟,并对标准样片测量不确定度评估展开了相应的研究,用以提升标准样片参数的可编程性和量值的准确性,使之适合用于集成电路测试系统的检定、校准以及比对。最后给出了标准样片的不确定度评定和测量数据。