在環(huán)境監(jiān)測中，ppb 級別溶解氧測試的原理是什么？

精密工程機(jī)械

　　在環(huán)境監(jiān)測中，ppb級別溶解氧測試的原理主要有以下幾種：

　　電化學(xué)探頭法-原電池型
　　-工作原理：該方法基于Clark電極技術(shù)，當(dāng)溶解氧分子透過透氣膜擴(kuò)散到電極表面時，會在陰極發(fā)生還原反應(yīng)，同時陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，從而產(chǎn)生電流。產(chǎn)生的電流大小與溶解氧的濃度成正比，通過測量電流值即可計算出溶解氧的濃度。
　　-電極組成：通常由陰極、陽極和電解液組成。陰極一般采用貴金屬材料，如金或鉑，以利于氧的還原反應(yīng)；陽極則常為銀或鉛等材料；電解液則根據(jù)不同的電極體系和測量要求進(jìn)行選擇。
　　-優(yōu)勢：具有較高的靈敏度和準(zhǔn)確性，能夠快速響應(yīng)溶解氧濃度的變化，適用于在線實時監(jiān)測。同時，該方法受樣品顏色、濁度等因素的影響較小。
　　極譜法
　　-基本原理：通過測定電解過程中所得到的極化電極的電流-電位曲線來確定溶液中溶解氧的濃度。在極譜法中，使用滴汞電極或其他表面能夠周期性更新的液體電極為極化電極，當(dāng)施加一定的電位時，溶解氧在電極表面發(fā)生還原反應(yīng)，產(chǎn)生擴(kuò)散電流，擴(kuò)散電流與溶解氧濃度成正比。
　　-具體過程：將含有溶解氧的樣品溶液置于電解池中，加入支持電解質(zhì)以消除遷移電流的影響。然后，通過電位計線路施加不同的電位，并使用檢流計測量相應(yīng)的電流值，記錄得到電流-電位曲線，即極譜波。根據(jù)極譜波上的極限擴(kuò)散電流或峰電流的大小，計算出溶解氧的濃度.
　　-特點：適用于微量和痕量溶解氧的測定，具有較高的靈敏度和準(zhǔn)確度?？赏ㄟ^選擇合適的電極材料、電解液和測量條件，提高方法的選擇性和抗干擾能力。此外，極譜法還可以用于研究溶解氧的電極反應(yīng)機(jī)理和相關(guān)的化學(xué)動力學(xué)過程.
　　安培法
　　-原理：在工作電極上施加一個恒定的電極電位，使溶解氧在電極表面發(fā)生氧化還原反應(yīng)，同時測量反應(yīng)過程中產(chǎn)生的電流。根據(jù)法拉第定律，電流與反應(yīng)物的濃度成正比，因此通過測量電流大小可以確定溶解氧的濃度.
　　-電極體系：通常采用三電極體系，包括工作電極、參比電極和對電極。工作電極是發(fā)生氧化還原反應(yīng)的場所，一般選擇具有高催化活性和良好穩(wěn)定性的材料，如鉑、金等貴金屬或其合金；參比電極用于提供穩(wěn)定的電位基準(zhǔn)；對電極則用于構(gòu)成電流回路，促進(jìn)反應(yīng)的進(jìn)行。
　　-優(yōu)勢：安培法具有較高的靈敏度和較低的檢測限，能夠?qū)崿F(xiàn)對ppb級別的溶解氧進(jìn)行準(zhǔn)確測量。該方法還具有快速響應(yīng)、操作簡便等優(yōu)點，適用于現(xiàn)場快速檢測和在線監(jiān)測。
　　熒光猝滅法
　　-原理：某些熒光物質(zhì)在受到特定波長的光激發(fā)后會發(fā)出熒光，而溶解氧分子能夠與這些熒光物質(zhì)發(fā)生相互作用，導(dǎo)致熒光強(qiáng)度的猝滅。通過測量熒光物質(zhì)在有氧和無氧條件下的熒光強(qiáng)度變化，根據(jù)Stern-Volmer方程等相關(guān)理論，可以計算出溶解氧的濃度。
　　-測量過程：將含有熒光物質(zhì)的溶液與樣品混合，使熒光物質(zhì)與溶解氧充分接觸。然后，使用特定波長的光激發(fā)熒光物質(zhì)，測量其發(fā)射的熒光強(qiáng)度。在已知熒光物質(zhì)的熒光猝滅常數(shù)和相關(guān)參數(shù)的情況下，根據(jù)熒光強(qiáng)度的變化計算出溶解氧的濃度。
　　-優(yōu)點：具有極高的靈敏度和選擇性，能夠檢測到極低濃度的溶解氧。該方法不受樣品顏色、濁度和電活性物質(zhì)的干擾，適用于各種復(fù)雜環(huán)境樣品的測量。此外，熒光猝滅法還具有響應(yīng)速度快、操作簡便、可實現(xiàn)原位測量等優(yōu)點。

露比

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弦未盡

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