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《南京信息工程大学》 2012年
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光子晶体在生态环境监测方面的应用研究

刘慈慧  
【摘要】:环境气体监测是环境生态学的重要研究内容,长期以来,随着空气质量越来越引起全社会的普遍关注,如何更好的对环境中的有害气体进行实时有效的监测一直受到来自社会和科学界的极大关注。 生态学学科中的环境生态学、污染生态学以及生态毒理学等分支学科都着重讨论了对于环境中有害气体监测的方法。在实际的生产实践过程中,先进的气体检测仪器的制备和设计是极其重要的环节,本论文就以环境气体监测的相关气体监测器件设计作为研究内容,利用光子晶体这一载体,探究能够用于环境中酸碱气体快速响应性监测的光子晶体微纳器件的设计和制备。 本文第一部分内容,合成一系列粒径的聚苯乙烯乳胶微球,用于制备光子禁带位于可见光区的三维聚苯乙烯光子晶体,表征其结构以及光学性质,探究光子晶体用于裸眼监测的可行性。 第二部分内容,利用第一部分制备出的光子禁带位于可见光区的三维结构聚苯乙烯光子晶体制备二氧化钛反蛋白石结构光子晶体,填充导电聚合物聚苯胺后形成填充聚苯胺的二氧化钛反蛋白石结构光子晶体用于酸碱气体的响应性研究,观察其光子禁带的变化,利用光子晶体的特殊光学性质,实现其对于酸碱气体响应的裸眼监测。 第三部分内容,制备二氧化钛/聚苯胺一维光子晶体,探究其光学性质,用于酸碱气体的响应性研究,观察其光子禁带的变化,利用一维光子晶体良好的光学性质和稳定的结构,制备出合适的酸碱气体响应性器件,用于环境中酸碱的气体的监测,实现一维光子晶体对于酸碱气体的裸眼监测。 本论文利用光子晶体这一载体,探究了环境气体监测的相关气体监测器件设计,成功实现了能够用于环境中酸碱气体快速响应性监测的光子晶体微纳器件的设计和制备,为生态环境监测酸碱气体提供了新的方法和思路,是光子晶体理论应用于生态学研究的一大创新。
【学位授予单位】:南京信息工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:X830.2

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【参考文献】
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