本發明專利技術提供一種測定溶液中氫氧化物堿度OH－的方法，其特征在于，使用氧化銦鎵鋅薄膜吸附溶液中氫氧根離子OH－。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種氫氧化物堿度ωτ測定方法及氫氧化物堿度〇『傳感器，具體涉及 一種使用氧化銦鎵鋅薄膜的氫氧化物堿度測定方法及氫氧化物堿度〇『傳感器。
技術介紹
水堿度是指水中能夠接受離子與強酸進行中和反應的物質含量。水中產生堿 度的物質主要由碳酸鹽產生的碳酸鹽堿度和碳酸氫鹽產生的碳酸氫鹽堿度，以及由氫氧化 物存在而產生的氫氧化物堿度。所以，堿度是表示水中⑶3 2_、Η⑶Γ、0『及其它一些弱酸鹽 類的總合。這些鹽類的水溶液都呈堿性，可以用酸來中和。然而，在天然水中，堿度主要是由 HC〇r的鹽類所組成。 形成水中堿度的物質碳酸氫鹽可以共存，硫酸鹽和氫氧化物也可以共存。然而，碳 酸氫鹽與氫氧化物不能同時存在，它們在水中能起如下反應： HC〇3-+0『=C〇32-+H2〇 由此可見，碳酸鹽、碳酸氫鹽、氫氧化物可以在水中單獨存在之外，還有兩種堿度 的組合，所以，水中的堿度有五種形式存在，即： (1)碳酸氫鹽堿度HC032、 (2)碳酸鹽堿度C〇32 一； (3)氫氧化物堿度0『； (4)碳酸氫鹽和碳酸鹽堿度HC〇r+C〇32_; (5)碳酸鹽和氫氧化物堿度C032-+0『。 氫氧化物堿度ΜΓ是溶液重要的化學參數之一，但是，還沒有直測定溶液中氫氧化 物堿度ΜΓ的相關產品。傳統X射線光電子能譜，次級離子質譜以及溶液質譜等，雖然能夠測 定氫氧化物堿度〇『，但這些方法依賴于價格昂貴的大型儀器設備。 -般工業界用滴定法和pH計來檢測溶液中的堿度，滴定法利用顯色計來判斷濃 度，多數利用手動方法進行操作，此方法的誤差范圍超過200mM，同時該方法設計的滴定設 備比較大型很難微型化和自動化。而pH計方法利用pH傳感器測量0『的反向Η離子濃度，間 接測量溶液堿度，此方法的問題在于，對于高堿度溶液(大于0.1mM)，pH傳感器由于自身材 料限制(玻璃電極的軟化問題)存在堿誤差，而且這些方法測定出來的是溶液總堿度，而不 是氫氧化物堿度〇『。 現有技術文獻 非專利文獻 非專利文獻 1 :Labidi，A，C Jacolin，M Bendahan，A Abdelghani，J Gu，K Aguir， and M Maaref.2005.uImpedance Spectroscopy on WO 3 Gas Sensor'106:713-18. doi:10.1016/j.snb.2004.09.022. 非專利文獻2 : Ramos，J · I · 1990 · "The Bo 11zmann Equat ion and 11s Applications·'，Applied Mathematical Modelling. doi:10.1016/0307-904X(90)90115-L. 非專利文獻3 : Sun，Dal i，Hiroaki Matsui，Chun-Nan Wu，and Hitoshi Tabata·2015·"Surface Treatment on Amorphous InGaZn04Thin Film for Single-Stranded DNA Biosensing·''Applied Surface Science 324(January).Elsevier B.V.: 310-18. doi:10.1016/j.apsusc.2014.10.115. 非專利文獻4 :Wi 11 iams，David E · 1999 · "Semiconducting Oxides as Gas-Sensitive Resistors^57(January):1-16. 非專利文獻5:Williams,David E.，and Keith F.E.Pratt. 1996. "Resolving Combustible Gas Mixtures Using Gas Sensitive Resistors with Arrays of El ectrodes ·''Journal of the Chemical Society, Faraday Transactions 92(22):4497. doi:10.1039/ft9969204497.
技術實現思路
經本專利技術人的銳意進取，通過大量的科學試驗，發現非晶氧化銦鎵鋅薄膜 (amorphous InGaZn〇4,本說明書中簡稱為aIGZO)薄膜比其他一般金屬氧化物具有更高的 氫氧根〇『吸附能力，并利用該特性專利技術了包括熒光和電阻式氫氧化物堿度〇『傳感器。 本專利技術提供： (1). -種測定溶液中氫氧化物堿度0『的方法，其特征在于，使用氧化銦鎵鋅薄膜 吸附溶液中氫氧根離子〇『。 (2).如（1)所述的測定溶液中氫氧化物堿度0!Γ的方法，其特征在于，利用熒光顯 色來量化氧化銦鎵鋅薄膜上所吸附的氫氧根離子〇『。 (3).如（1)所述的測定溶液中氫氧化物堿度0!Γ的方法，其特征在于，利用測量氧 化銦鎵鋅薄膜的電阻變化，來量化氧化銦鎵鋅薄膜上所吸附的氫氧根離子〇『。 (4). -種測定溶液中氫氧化物堿度0『的傳感器，其特征在于，使用氧化銦鎵鋅薄 膜吸附溶液中氫氧根離子〇『。【附圖說明】 圖1:氧化銦鎵鋅薄膜表面0『量與溶液0『濃度的線形關系(基于式式（1))。縱坐 標為X射線光電子能譜測得用來表示表面〇『量的〇『峰面積。橫坐標為溶液中〇『濃度。 圖2:基于氧化銦鎵鋅薄膜的熒光堿度計原理。圖3:基于氧化銦鎵鋅薄膜的電阻堿度計原理。圖4:0『附著與電阻變化的關系模型原理。圖5:根據式(6)的電阻模型的試驗驗證。圖6:熒光式0『傳感器的熒光輸出與0『濃度100-200毫摩范圍的相關擬合圖。 圖7:電阻式0『傳感器的信號輸出與0『濃度100-200毫摩范圍的相關擬合圖以及 高敏感度pH傳感器在該范圍的輸出信號的對比。圖8:電阻式0『傳感器的信號輸出與空氣濕度的關系。【具體實施方式】本專利技術利用非晶氧化銦鎵鋅薄膜比其他一般金屬氧化物具有更高的氫氧根0『吸 附能力(Sun et al .2015)，將氧化銦鎵鋅放入高堿性(0『濃度高于0.1 mM)溶液，溶液中0『 基將附著于氧化薄膜表面，表面吸附的〇H_基的量與溶液中的0!Γ濃度成線形相關關系，此 關系符合表面附著的波茲曼關系(Ramosl990):式⑴中sc當前第1頁1 2 本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種測定溶液中氫氧化物堿度OH－的方法，其特征在于，使用氧化銦鎵鋅薄膜吸附溶液中氫氧根離子OH－。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：孫大利，
申請(專利權)人：孫大利，
類型：發明
國別省市：遼寧;21
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