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中科智感(南京)環(huán)境科技有限公司
中級(jí)會(huì)員 | 第4年

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平面光極在水土環(huán)境檢測(cè)中的應(yīng)用:實(shí)時(shí)檢測(cè)CO2的高分辨信息

時(shí)間:2024/6/7閱讀:588
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平面光極技術(shù)(Planar Optode Technology)在二氧化碳(CO2)的檢測(cè)和監(jiān)測(cè)中發(fā)揮著重要作用。這種技術(shù)通常利用光學(xué)傳感器,通過(guò)測(cè)量CO2與特定指示劑或光敏材料反應(yīng)引起的光學(xué)特性變化來(lái)確定CO2的濃度。以下是平面光極技術(shù)在CO2監(jiān)測(cè)方面的一些關(guān)鍵點(diǎn):

工作原理:

1.光學(xué)吸收或熒光:平面光極通?;贑O2對(duì)特定波長(zhǎng)光的吸收或熒光特性。當(dāng)CO2與光極材料發(fā)生反應(yīng)時(shí),會(huì)改變材料的光學(xué)特性。

2.指示劑反應(yīng):光極中包含的化學(xué)指示劑與CO2發(fā)生反應(yīng),導(dǎo)致顏色變化或熒光強(qiáng)度變化,這些變化與CO2濃度成正比。

3.光信號(hào)轉(zhuǎn)換:通過(guò)測(cè)量光信號(hào)的變化(如吸光度或熒光強(qiáng)度),可以定量分析CO2的濃度。

技術(shù)優(yōu)勢(shì):

1.高靈敏度:平面光極可以設(shè)計(jì)得非常靈敏,能夠檢測(cè)到CO2濃度的微小變化。

2.快速響應(yīng):光學(xué)傳感器通常具有快速的響應(yīng)時(shí)間,適合實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

3.非侵入性測(cè)量:光學(xué)傳感器可以在不干擾或接觸樣品的情況下進(jìn)行測(cè)量。

4.低成本:與傳統(tǒng)的電化學(xué)傳感器相比,光學(xué)傳感器可能具有更低的成本。

5.易于集成:平面光極可以集成到各種監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中,包括便攜式設(shè)備和在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

應(yīng)用場(chǎng)景:

環(huán)境科學(xué)研究:研究大氣中CO2的分布和變化,了解其對(duì)氣候變化的影響。


苦草根際周圍CO2濃度的時(shí)空變化。在剖面1中,根據(jù)根長(zhǎng)比(根尖區(qū),20%、根基區(qū),20%;過(guò)渡區(qū),60%):白天CO2濃度空間分布的(a)平面光極圖像,pCO2(b)橫斷面濃度剖面(剖面位置在面板a中為兩條直線白線),(c?e)在根尖區(qū)、過(guò)渡區(qū)和根基區(qū)選定點(diǎn)的時(shí)間分布(點(diǎn)位置以白點(diǎn)表示)。

技術(shù)挑戰(zhàn):

1.選擇性和交叉敏感性:需要確保光極對(duì)CO2具有高度選擇性,避免其他氣體的交叉干擾。

2.長(zhǎng)期穩(wěn)定性:光學(xué)傳感器需要保持良好的長(zhǎng)期穩(wěn)定性,以確保測(cè)量結(jié)果的可靠性。

3.環(huán)境影響:溫度和濕度的變化可能會(huì)影響光學(xué)傳感器的性能,需要適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償或校準(zhǔn)。

 

平面光極技術(shù)為CO2監(jiān)測(cè)提供了一種有效的光學(xué)方法,隨著材料科學(xué)和光學(xué)技術(shù)的發(fā)展,這種技術(shù)的應(yīng)用范圍和性能將進(jìn)一步提高。平面光極技術(shù)是當(dāng)今先進(jìn)的光電傳感技術(shù)之一,智感環(huán)境團(tuán)隊(duì)基于這種技術(shù),相繼開(kāi)發(fā)出了一種封閉式平面光極設(shè)備(PO2100)和一種便攜式平面光極設(shè)備(PO1100),可實(shí)現(xiàn)沉積物/土壤/植物根際/水體中pH、DO和CO2的實(shí)時(shí)高分辨率檢測(cè),這在光電傳感技術(shù)領(lǐng)域是一項(xiàng)重要的突破。

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