研究目的
开发一种高灵敏度、高选择性的光催化塑料光纤传感器,用于检测宽pH范围内水溶液中的苯酚。
研究成果
所开发的CdS敏化EYST-CBG包覆POF传感器采用聚合物膜,在苯酚检测中展现出高灵敏度(-0.39 (mg·mL-1)-1)、低检出限(15 μg·L-1)、优异选择性和宽pH适用范围(2.0-14.0),适用于环境监测应用。
研究不足
传感器可能受到较厚涂层中光限制和电子-空穴对复合的影响。为获得最佳性能,需优化涂层厚度和敏化周期。本研究聚焦于苯酚检测,可能不适用于其他污染物。
1:实验设计与方法选择:
研究设计了一种具有改性包层和涂层的塑料光纤(POF)传感器以提高灵敏度和选择性。通过理论模型分析光传输和倏逝波参数。
2:样本选择与数据来源:
使用浓度为10至100 mg/L和0至500 μg/L的饮用水苯酚溶液作为分析物,并配制不同pH值的缓冲溶液。
3:实验设备与材料清单:
塑料光纤、掺锗加拿大树脂胶(CBG)、CdS敏化的Er3?YAlO?/SiO?/TiO?(EYST)复合材料、掺β-环糊精的聚合物膜(PEBA 2533)、浸渍涂布机、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)、LED光源及带泵的流动系统。
4:3)、浸渍涂布机、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)、LED光源及带泵的流动系统。 实验步骤与操作流程:
4. 实验步骤与操作流程:制备过程包括去除POF包层、涂覆CBG和EYST薄膜、采用SILAR法进行CdS敏化、固定聚合物膜,并在受控条件下测试传感器对苯酚溶液的响应。
5:数据分析方法:
通过透射光强度相对变化(RCTLI)评估灵敏度,统计分析包括不确定度和相对标准偏差(RSD)计算。
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获取完整内容-
Plastic Optical Fiber
800-μm-diameter
Used as the core component of the sensor for light transmission and sensing.
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Dip Coater
Used for layer-by-layer coating of photocatalytic films on the POF.
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SEM
Used for surface morphology analysis of coatings and films.
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EDS
Used for elemental analysis of photocatalytic materials.
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XRD
Used for crystallographic analysis of materials.
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XPS
Used for surface chemical analysis.
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LED Light Source
50 W
Used as the light source for photocatalytic reactions and sensor excitation.
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Flow System
Used for injecting and controlling the flow of analytes during experiments.
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