Untersuchungen an farbstoffdotierten, glasartigen Filmen zur Entwicklung von optochemischen Sensoren für die Detektion von toxischen Gasen und die Bestimmung der relativen Luftfeuchtigkeit:
Gespeichert in:
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| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Karlsruhe
Forschungszentrum Karlsruhe
1996
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| Ausgabe: | Als Ms. gedr. |
| Schriftenreihe: | Forschungszentrum <Karlsruhe>: Wissenschaftliche Berichte
5761 |
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INHALTSVERZEICHNIS
SEITE
1.
EINLEITUNG
1
2.
EINFUEHRUNG
IN
DIE
THEMATIK
3
2.1
CHEMISCHE
SENSOREN
3
2.1.1
ANALYSEVERFAHREN
ZUR
DETEKTION
VON
TOXISCHEN
GASEN
3
2.1.2
DEFINITION
UND
KLASSIFIZIERUNG
CHEMISCHER
SENSOREN
4
2.1.3
SENSOREN
FUER
AMMONIAK
UND
ANDERE
TOXISCHE
GASE
6
2.1.4
FEUCHTESENSOREN
8
2.1.5
OPTOCHEMISCHE
SENSOREN
9
2.2
UV/VIS-SPEKTROSKOPIE
13
2.3
PORPHYRINE,
PHTHALOCYANINE
UND
DEREN
METALLKOMPLEXE
14
2.3.1
CHEMISCHE
UND
SPEKTRALE
EIGENSCHAFTEN
DER
METALLFREIEN
FARBSTOFFE
15
2.3.2
EIGENSCHAFTEN
UND
EINTEILUNG
DER
METALLKOMPLEXE
VON
PORPHYRINEN
UND
PHTHALOCYANINEN
18
2.3.3
SPEKTRALES
VERHALTEN
DER
METALLKOMPLEXE
19
2.4
DER
SOL-GEL-PROZESS
23
2.4.1
REAKTIONSKOMPONENTEN
UND
-MECHANISMUS
24
2.4.2
ANWENDUNGEN
DES
SOL-GEL-VERFAHRENS
25
3.
EXPERIMENTELLER
TEIL
27
3.1
CHEMIKALIEN
UND
REAGENZIEN
27
3.2
GASMISCHUNGEN
UND
TRAEGERGASE
28
3.3
SYNTHESE
DER
METALLOPORPHYRINE
28
3.4
IMMOBILISIERUNG
DER
FARBSTOFFE
NACH
DEM
SOL-GEL-VERFAHREN
29
3.4.1
EDUKTMISCHUNGEN
UND
VERFAHRENSPARAMETER
29
3.4.2
HERSTELLUNG
DUENNER
SCHICHTEN
MIT
DEM
SPIN
31
COATING-V
ERFAHREN
3.5
APPARATIVER
MESSAUFBAU
33
3.5.1
GASMISCHANLAGEN
UND
BEFEUCHTUNGSEINHEIT
33
3.5.2
SPEKTROMETER
UND
DURCHFLUSSKUEVETTE
35
3.5.3
MINIATURISIERTER
LED-MESSAUFBAU
36
3.5.4
REFERENZMESSGERAETE
37
3.6
FEHLERBETRACHTUNG
38
4.
ERGEBNISSE
UND
DISKUSSION
41
4.1
CHARAKTERISIERUNG
DER
FARBSTOFFDOTIERTEN,
POROESEN
GLASSCHICHTEN
42
4.1.1
SCHICHTDICKEN
UND
EXTINKTIONEN
BEI
EINFACH
UND
MEHRFACHBESCHICHTUNGEN
42
4.1.2
BESTIMMUNG
DER
FARBSTOFFKONZENTRATION
IN
DER
SCHICHT
44
4.2
ORIENTIERENDE
UNTERSUCHUNGEN
ZUR
AUSWAHL
GEEIGNETER
REZEPTORFARBSTOFFE
46
4.2.1
METALLFREIE
PORPHYRINE
ALS
REZEPTOREN
FUER
SAURE
UND
BASISCHE
GASE
47
4.2.2
METALLOPORPHYRINE
ALS
FEUCHTEREZEPTOREN
50
4.2.3
METALLOPHTHALOCYANINE
ALS
REZEPTOREN
FUER
AMMONIAK
UND
METHYLAMIN
53
4.2.4
UEBERSICHT
UEBER
DIE
AUSGEWAEHLTEN
REZEPTORFARBSTOFFE
54
4.3
CHARAKTERISIERUNG
DES
FEUCHTESENSORS
AUF
DER
BASIS
VON
IMMOBILISIERTEM
CU-,
PD
UND
NI-TPPS
56
4.3.1
DEFINITION
DES
SENSORSIGNALS
56
4.3.2
KINETIK
UND
EMPFINDLICHKEIT
DES
CU-TPPS
FEUCHTESENSORS
57
4.3.3
KALIBRATIONSMODELL
59
4.3.4
QUEREMPFINDLICHKEITEN
61
4.3.5
TEMPERATURABHAENGIGKEIT
DES
SENSORSIGNALS
62
4.3.6
REPRODUZIERBARKEIT
DER
SENSORHERSTELLUNG
UND
SENSORKALIBRATION
63
4.3.7
LANGZEITSTABILITAET
DES
SENSORSIGNALS
65
4.4
CHARAKTERISIERUNG
DES
AMMONIAK-SENSORS
AUF
DER
BASIS
VON
IMMOBILISIERTEM,
METALLFREIEM
TPPS
68
4.4.1
DEFINITION
DES
SENSORSIGNALS
68
4.4.2
KINETIK
UND
NACHWEISGRENZE
DES
TPPS-SENSORS
69
4.4.3
KALIBRATIONSMODELL
70
4.4.4
QUEREMPFINDLICHKEITEN
72
4.4.5
TEMPERATURABHAENGIGKEIT
DES
SENSORSIGNALS
74
4.4.6
REPRODUZIERBARKEIT
DER
SENSORHERSTELLUNG
UND
SENSORKALIBRATION
75
4.4.7
LANGZEITSTABILITAET
DES
SENSORSIGNALS
77
4.4.8
MESSUNG
VON
CHLORWASSERSTOFF
78
4.5
CHARAKTERISIERUNG
DES
AMMONIAK-SENSORS
AUF
DER
BASIS
VON
IMMOBILISIERTEM
NI-PHTHALOCYANIN
80
4.5.1
DEFINITION
DES
SENSORSIGNALS
80
4.5.2
KINETIK
UND
NACHWEISGRENZE
81
4.5.3
KALIBRATIONSMODELL
82
4.5.4
QUEREMPFINDLICHKEITEN
84
4.5.5
TEMPERATURABHAENGIGKEIT
DES
SENSORSIGNALS
88
4.5.6
REPRODUZIERBARKEIT
DER
SENSORHERSTELLUNG
UND
-KALIBRATION
90
4.5.7
LANGZEITSTABILITAET
DES
SENSORSIGNALS
92
4.5.8
AMMONIAKMESSUNGEN
MIT
MINIATURISIERTEM MESS
AUFBAU
94
4.5.9
MESSUNG
VON
METHYLAMIN
96
4.6
VERGLEICH
DER
OPTOCHEMISCHEN
AMMONIAK
UND
FEUCHTE
SENSOREN
MIT
KOMMERZIELLEN
SENSORSYSTEMEN
98
4.6.1
VERGLEICH
OPTOCHEMISCHER/ELEKTRISCHER
FEUCHTE
SENSOR
98
4.6.2
VERGLEICH
OPTOCHEMISCHER/ELEKTROCHEMISCHER
AMMONIAKSENSOR
99
4.7
SIMULTANE
MESSUNG
VON
AMMONIAK
UND
LUFTFEUCHTIGKEIT
MITTELS
COIMMOBILISIERUNG
VON
ZWEI
REZEPTORFARBSTOFFEN
102
4.7.1
COIMMOBILISIERUNG
VON
METALLFREIEM
TPPS
UNDNI-TPPS
102
4.7.2
COIMMOBILISIERUNG
VON
NI-PCTS
UND
CU-TPPS
104
5.
ZUSAMMENFASSUNG
UND
AUSBLICK
107
6.
LITERATURVERZEICHNIS
111
7.
ANHANG
119
7.1
LISTE
DER
VERWENDETEN
ABKUERZUNGEN
119
7.2
EXPERIMENTELLE
UND
MIT
COMPUTERPROGRAMM
GRAFIT
BERECHNETE
WERTE
FUER
DIE
KALIBRATIONSKURVEN
120
7.2.1
CU-TPPS/LUFTFEUCHTIGKEIT
120
7.2.2
TPPS
METALLFREI/AMMONIAK
120
7.2.3
NI-PCTS/AMMONIAK
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