Електрохімічні сенсори для моніторингу складу водного середовища
Вантажиться...
Дата
2020
Науковий керівник
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
КПІ ім. Ігоря Сікорського
Анотація
Розроблено амперметричні сенсори компонентів водного середовища, які є одними з найбільш важливих для його біогенної й корозійної активності – іонів калію й молекулярного кисню.
Сенсор іонів калію має робочий електрод з берлінського лазуру й допоміж-ний, наприклад, хлорсрібний електрод. Реакція на робочому електроді ініці-юється абсорбцією іонів калію з відновленням берлінського лазуру до білої солі Еверіта. Іони калію вбудовуються в кристалічну гратку активного покриття. Допоміжний електрод підтримує електричний і матеріальний баланс електрохімічної комірки. Часткове поновлення шару берлінського лазуру ві-дбувається в період релаксації за рахунок окиснення киснем повітря.
Відпрацьовано методику електрохімічного нанесення берлінського лазуру шляхом фіксації першої стадії катодного відновлення іонів заліза(ІІІ) до заліза (ІІ) внаслідок миттєвої обмінної реакції з іонами червоної кровяної солі. Можливі шляхи вдосконалення даного процесу полягають у підборі умов сорбції іонів заліза й гексацианоферату в подвійний електричний шар при врахуванні -шкали Антропова.
Розроблено сенсор кисню як аналог елемента Кларка, який є дешевшим внаслідок використання робочого електрода з посрібленого мідного дроту. Допоміжним електродом є свинцевий циліндр, відділений від робочого електрода гідрофільним сепаратором. Електроліт сенсора є змінного складу внаслідок масообмінних процесів з оточуючим середовищем через напівпроникну поліетиленову мембрану. Сенсор відрізняється простотою конструкції й технологічністю виготовлення й має зберігатися у водогінній воді.
Показано, що при правильному підборі довжини навитого поверх сепаратора робочого електрода з посрібленого мідного дроту та проникності (товщини) поліетиленової мембрани сигнал сенсора мало залежить від природи й електропровідності аналізованого розчину й визначається передусім концентрацією розчиненого у воді кисню.
У проекті також розроблено варіант цеху для збору водних датчиків на кисень з використанням сучасного обладнання, порахована собівартість створення такого підприємства. Виконано розрахунок рентабельності та передбачено варіант перепродажу цеху чи перекваліфікація цеху. Проаналізована потенційна шкідливість цеху, та враховані заходи з його зниженнями.
Опис
Ключові слова
кисень, іони калію, сенсор, мембрана, сепаратор, датчик, напруга, потенціал, берлінський лазур, автоматизація, мембрана, сенсор
Бібліографічний опис
Пічкорський, В. І. Електрохімічні сенсори для моніторингу складу водного середовища : магістерська дис. : 161 Хімічні технології та інженерія / Пічкорський Владислав Ігорович. – Київ, 2020. – 98 с.