收藏本站
《中国地质大学(北京)》 2005年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

锆/氧化锆高温高压化学传感器电极膜材料的制备与表征

张雪彤  
【摘要】:为了有效地对洋中脊高温高压水热流体进行原位直测,从洋中脊热水喷口直接获得热液有关的化学参数,需要使用高温高压化学传感器。为此,必须使用在此环境中电化学性能良好的功能材料。近年来研究表明:过渡金属/金属氧化物化学传感器是一个新的研究方向,可以部分替代YSZ传感器,用于深海水热环境、地热区和实验室的高温高压热液环境下测量流体的pH、H2、H2S等参数。 过渡金属/金属氧化物的物理化学性质是关系化学传感器功能的重要研究方向。我国研制开发的锆/氧化锆(Zr/ZrO2)高温高压化学传感器在国内外是创新成果。已经于2004年6月和12月在我国南海的深海探测中成功应用。本论文重点研究此种传感器中Zr/ZrO2电极膜材料的电化学性能与膜材料结构之间的关系。 利用熔体氧化法在锆金属丝表面形成一层氧化锆薄膜,制备出Zr/ZrO2氧化还原电极,同其它电极配合构成了新型Zr(Zr/ZrO2)化学传感器。从低温至高温对Zr/ZrO2电极膜材料的电化学性能进行了测定,区分出电化学性能好坏两类电极,寻找出了熔体氧化法制备电极的影响因素及最佳工艺条件,即在NaCO3熔体里恒温1.5小时,膜厚度控制在40微米左右。 应用SEM、EPMA、XAFS、XPS、HRTEM等方法,对Zr/ZrO2电极膜材料的形貌、成分、界面结构、物相类型和薄膜元素的价态等进行了表征,发现并研究了电极膜材料Zr/ZrO2界面的形貌和成分分带的现象。Zr/ZrO2界面根据形貌和成分由表及里分为五带:富氧的ZrO2带、ZrO2带、富氧的Zr带、含氧的Zr带、Zr带。发现ZrO2薄膜由小于100nm的ZrO2晶粒组成。 Zr/ZrO2电极的电导率与ZrO2的物相类型、膜中氧的含量和扩散深度有直接关系。电化学性能好的Zr/ZrO2电极必须是最外层形成一定厚度的连续的富氧的ZrO2薄膜。 以上实验研究成果,对于发展新材料、膜材料,发展新型原位探测深海水热流体的化学传感器、更好地利用我国近海资源有着重要的意义。
【学位授予单位】:中国地质大学(北京)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TP212

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 赵文轸;溶胶-凝胶科学技术的发展与现状[J];材料导报;1996年06期
2 董立峰,崔作林;电弧等离子体制备纳米ZnO的气敏特性[J];材料研究学报;1998年04期
3 祖庸,刘超峰,李晓娥;超细氧化锌的合成技术进展[J];化工新型材料;1997年08期
4 祖庸,雷闫盈,王训,吴金龙,曾庆森;纳米ZnO的奇妙用途[J];化工新型材料;1999年03期
5 王笃金,吴瑾光,徐光宪;反胶团或微乳液法制备超细颗粒的研究进展[J];化学通报;1995年09期
6 沈兴海,高宏成;纳米微粒的微乳液制备法[J];化学通报;1995年11期
7 朱学文,廖列文,崔英德;半导体纳米材料的光催化及其应用[J];精细化工;2000年08期
8 廖莉玲,刘吉平;固相法合成纳米氧化镁[J];精细化工;2001年12期
9 汪信,陆路德;纳米金属氧化物的制备及应用研究的若干进展[J];无机化学学报;2000年02期
10 廖莉玲,刘吉平;新型无机抗菌剂[J];现代化工;2001年07期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张萍,周大利,刘恒;微乳液法制备纳米材料[J];四川有色金属;2003年04期
2 刘长坤;孙作凤;吴健春;张玉波;宋庆功;黄婉霞;;纳米TiO_2+SiO_2改性外墙涂料的耐候性研究[J];四川建筑科学研究;2006年04期
3 金红杰;钟善理;邓志涛;;全自动硅片传送装置设计[J];安徽职业技术学院学报;2009年02期
4 鲁道荣;添加剂在铜电解精炼中的电化学行为的研究[J];安徽化工;2002年03期
5 胡涛,毛文钦;抗菌涂料的应用进展[J];安徽化工;2005年05期
6 杨凤霞;刘其丽;毕磊;;纳米氧化锌的应用综述[J];安徽化工;2006年01期
7 张园园;柳守忠;徐明利;罗时忠;;溴代十六烷基吡啶微乳液体系的电导行为研究[J];安徽化工;2009年03期
8 胡章文;郑龙金;;纳米氧化镁制备和表面改性研究[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2006年04期
9 李燕,经验,张伟;掺杂Al_2O_3的ZnO陶瓷粉体的制备及表征[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2003年01期
10 钱伟;张春枝;吴文忠;;O/W型微乳法制备纳米植物甾醇酯[J];安徽农业科学;2009年08期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王听岳;郭明华;;铝基碳化硅增强材料(Al/SiC)和低温共烧陶瓷(LTCC)的焊接[A];2003中国电子制造技术论坛暨展会暨第七届SMT、SMD技术研讨会论文集[C];2003年
2 季孟波;何安国;蔡杭锋;魏子栋;;复合电镀研究现状及进展[A];2004年全国电子电镀学术研讨会论文集[C];2004年
3 程敬泉;姚素薇;;超声诱导电化学反应及其应用[A];2004年全国电子电镀学术研讨会论文集[C];2004年
4 耿秋菊;周荣明;印仁和;郁祖湛;;冷轧钢板表面电解涂覆薄层二氧化硅过程的研究 Ⅱ.机理研究[A];2004年全国电子电镀学术研讨会论文集[C];2004年
5 耿秋菊;周荣明;印仁和;郁祖湛;;冷轧钢板表面电解涂覆薄层二氧化硅过程研究 Ⅰ.电解工艺对表面涂硅量的影响[A];2004年全国电子电镀学术研讨会论文集[C];2004年
6 孙建军;谢步高;;半导体芯片铜线工艺中的添加剂作用机理研究进展[A];2007(第13届)全国电子电镀学术年会暨绿色电子制造技术论坛论文集[C];2007年
7 赵占西;赵建华;马骏;;铝合金阳极氧化n-SiC复合膜的制备及性能试验[A];第九届全国转化膜及表面精饰学术年会论文集[C];2012年
8 李倩;杨福生;;AMT拨挡手柄检测器设计[A];经济策论(下)[C];2011年
9 宋辉;徐献芝;朱梅;李芬;;三种极化作用下多孔电极单孔模型的计算[A];第九届全国渗流力学学术讨论会论文集(二)[C];2007年
10 刘秀军;赵乃勤;;纳米氧化镁对活性炭纤维表面的修饰[A];第五届功能性纺织品及纳米技术应用研讨会论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 伏振兴;稀土掺杂氟化物频率上转换及荧光效应研究[D];陕西师范大学;2010年
2 许彩虹;大豆球蛋白糖基化接枝改性及其热聚集行为研究[D];华南理工大学;2010年
3 王宪;二氧化硅核壳结构及无机氧化物空心球的构筑[D];华南理工大学;2010年
4 李学铭;固体基底辅助水热/溶剂热法制备无机纳米材料[D];昆明理工大学;2010年
5 刘春侠;锗在锌电积中的行为及添加剂作用的研究[D];昆明理工大学;2008年
6 徐瑞东;脉冲电沉积制备纳米颗粒增强金属基复合材料的研究[D];昆明理工大学;2008年
7 张启波;咪唑基离子液体在锌电沉积中的作用机理研究[D];昆明理工大学;2010年
8 于洁;固体氧化物燃料电池钙钛矿型复合氧化物阴极材料的研究[D];昆明理工大学;2009年
9 王翎;碲化物量子点的制备、表征及其在生物荧光标记中的应用[D];山东大学;2010年
10 黄林勇;锌基氧(硫)化锌微纳米结构的合成、表征、光电性质及生长机理研究[D];山东大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张旭;纳米CeO_2-TiO_2复合介孔材料的制备及性能[D];河北大学;2009年
2 苏志俊;稀土元素对Ni60自熔性合金涂层组织和性能的影响[D];河南理工大学;2010年
3 于洋;以磷钨为结构单元的多金属氧酸盐单晶的合成及性质研究[D];哈尔滨师范大学;2010年
4 黄国雅;电沉积法制备ZnSe薄膜[D];长春理工大学;2010年
5 郭传华;溶剂热技术合成硫化铁和硫化镍纳米粉体[D];辽宁师范大学;2010年
6 易敏;钨酸盐基荧光粉的制备及性能研究[D];广西师范学院;2010年
7 李高飞;数控选区电沉积快速成型的成型质量研究[D];浙江理工大学;2010年
8 贾红;氧化物半导体的湿化学法制备[D];浙江理工大学;2010年
9 王正凯;YVO_4:Eu~(3+)纳米荧光粉核/壳结构的制备与性能研究[D];浙江理工大学;2010年
10 俞晓晶;PMMA微球表面过渡金属氧化物壳层聚集体的研究[D];浙江理工大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张贵彬,孙晓冬,史峰山,赵秀峰,王胜,王莉,余东;NO_2~-离子的光催化反应研究(Ⅱ)[J];催化学报;1999年02期
2 吴鸣,李文钊,顾婉贞,孙福侠,朱相伟,王复东,林原,肖绪瑞;主客体结构纳米半导体光催化的界面钉住效应[J];催化学报;1999年03期
3 陈颖,王宝辉,张海燕,董佐强;纳米级TiO_2光催化氧化聚丙烯酰胺[J];催化学报;1999年03期
4 刘平,林华香,付贤智,孟春;掺杂TiO_2光催化膜材料的制备及其灭菌机理[J];催化学报;1999年03期
5 张峰,李庆霖,杨建军,张治军;TiO_2光催化剂的可见光敏化研究[J];催化学报;1999年03期
6 施利毅,古宏晨,李春忠,房鼎业,张怡,华彬;SnO_2-TiO_2复合光催化剂的制备和性能[J];催化学报;1999年03期
7 马颖,管自生,曹亚安,姚建年;TiO_2薄膜的吸附能力对罗丹明B光降解过程的影响[J];催化学报;1999年03期
8 张天永,李祥忠,赵进才;国产二氧化钛在光催化降解染料废水中的应用[J];催化学报;1999年03期
9 王浩,赵文宽,方佑龄,王润帮,李莉;二氧化钛光催化杀灭肿瘤细胞的研究[J];催化学报;1999年03期
10 孙奉玉,吴鸣,李文钊,李新勇,顾婉贞,王复东;二氧化钛表面光学特性与光催化活性的关系[J];催化学报;1998年02期
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026