研究目的
开发一种基于D形光纤的传感器,利用表面等离子体共振(SPR)技术检测水溶液中的铅离子,并采用FiberBench旋转波片以提高灵敏度和准确性。
研究成果
所开发的D形光纤SPR传感器在检测水溶液中的Pb2+离子时展现出高灵敏度和准确性,其检测限达到0.3 ppb。通过使用FiberBench旋转波片可控制SPR曲线的深度和宽度,从而提升传感器性能。
研究不足
该研究聚焦于静态水环境,在动态条件下可能需要进一步验证。传感器在低于0.3 ppb浓度下的性能无法检测。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用配备偏振控制器的D型光纤SPR装置以提升传感器性能,利用表面等离子体共振效应检测水中的Pb2+离子。
2:样本选择与数据来源:
制备并测试了不同浓度的Pb2+水溶液,传感层为还原氧化石墨烯(rGO)与磁赤铁矿(Fe2O3)的纳米复合材料,通过EDC/NHS交联。
3:实验设备与材料清单:
设备包括白光源(Avantes)、FiberBench型号FB-51(Thorlabs)、D型光纤(Phoenix Photonics)及光谱仪(AvaSpec-ULS2048L-USB2-UA-RS Avantes),材料包含rGO/Fe2O3纳米复合材料与EDC/NHS。
4:实验流程与操作步骤:
D型光纤依次镀覆金膜和传感层,通过分析不同Pb2+浓度下的波长与强度偏移来研究传输响应曲线。
5:数据分析方法:
基于SPR曲线的波长偏移量与半高全宽(FWHM)计算灵敏度与准确度。
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